延迟焦化设备腐蚀问题及防护

延迟焦化设备腐蚀问题及防护

杨汝胜,李玉柱

山东亿科化学有限责任公司 山东东营 257000

摘要：改革后，随着延迟焦化装置的加工原料越来越劣质化，延迟焦化设备在对高硫、高酸等原料进行加工时受到的腐蚀问题日益严峻，对设备防腐要求也越来越高，这也给延迟焦化装置的安全运行带来了巨大隐患。因此，对各种环境下的腐蚀情况进行研究分析是十分有必要的，并且要对延迟焦化设备的耐腐蚀性能进行研究，做好防腐设计，以保障延迟焦化设备的安全生产，保证装置长周期运行。

关键词：延迟焦化设备；腐蚀问题；防腐设计

引言

延迟焦化设备属于炼化行业的重要设备，该种类型的设备主要以渣油为主要原料，渣油主要由常减压蒸馏装置产出，通过将延迟焦化设备与其它多种类型的工艺进行合理的优化组合，可以大幅提高渣油的利用率，最终实现资源利用的目标，由于渣油中含有大量的硫、环烷酸等物质，同时，延迟焦化设备的运行环境也相对较为复杂，导致该种类型设备面临严重的腐蚀问题。在延迟焦化设备出现严重腐蚀问题以后，不但会导致该种类型的使用寿命严重降低，还将会引发其它多种类型的安全风险问题。本次研究主要是对延迟焦化设备的腐蚀类型以及腐蚀问题出现的原因进行分析，并以此提出合理的防腐措施，为保障其安全稳定运行奠定基础。

1原料腐蚀性分析

由于焦化加工的原料主要是渣油，具有黏度大和组成复杂的特点，其中含有大量的无机盐、金属离子、沥青质和大分子的非烃化合物。重油分子在高温条件下发生裂解和缩合反应。焦化加热炉炉管所沉积的焦炭来自重油中沥青质的缩合反应。渣油是由饱和烃、芳烃、胶质和沥青质四个组分以及硫、氮、氧和金属等非烃化合物组成，是一种胶质分散体系，其分散体系是以沥青质为核心并吸附胶质形成的胶束。在加热炉中重质油不断升温，重质油中的胶质、沥青质含量较高，伴随着油品的汽化和裂解反应的发生，同时发生部分缩合反应，它们容易在热金属表面沉积，生成的焦核沉积在炉管的内表面形成垢层，并逐渐脱氢缩合形成焦炭，而原料中的S、N等杂质原子含量较高，在高温条件下易分解产生自由基,从而引发链反应，逐渐形成高分子聚合物，另外原料中的金属离子和不光沽金属表面对聚合反应起到--定的催化作用。

2延迟焦化设备的腐蚀问题分析

对于高硫、高酸等原料来说，如果其在原油中的硫含量超过2%，或酸浓度超过0.5mg/g，则将其称作高硫原油或高酸原油。随着硫含量与酸浓度的不断增高，会进一步劣化减压渣油的性质，从而给延迟焦化设备带来更严重的腐蚀问题，进而加大了该设备的运行风险。对于延迟焦化设备来说，其受到高硫、高酸等劣质原料的腐蚀影响，对设备不同部分的腐蚀程度也是不同的，其中常见的腐蚀部位主要包括加热炉、焦炭塔、管道、分馏系统以及塔顶大油气管线。对于加热炉来说，常见腐蚀部位主要为炉管与空气预热器，其中，炉管的腐蚀主要分为管内和管外腐蚀两种，其中，加工原料的性质会影响到管内腐蚀，而炉膛环境则会影响到管外腐蚀。而空气预热器则由于其材质大多为搪瓷管与碳钢翅片热管，因此其在使用后常常会因冷后温度较低而出现露点腐蚀问题，并且其受到覆盖物中灰垢与衬里所含有的硫化物影响，也会出现垢下腐蚀。分馏系统的腐蚀部位主要分布于分馏塔的顶端和顶循系统，由于在分馏系统中存在一些低温部位，使原料中所含有的氮化物、硫化物等物质会通过高温水解或裂解反应而产生中性和碱性物质，从而在一定程度上缓解了高硫高酸物质对设备的均匀腐蚀，但却不可避免地出现垢下腐蚀、点蚀与坑蚀等局部腐蚀问题。对于焦炭塔与塔顶油气管线来说，其腐蚀形式是以高温硫腐蚀为主，由于焦炭塔的中下部位置存在一层致密的内壁保护层，能够对腐蚀介质产生隔离作用，不过对于其顶端乃至泡沫段等部位，由于没有内壁保护层，会因温度过高而受到高温硫化物的影响而发生程度不一的全面腐蚀现象。

3延迟焦化装置设备防腐措施

3.1优质原料的使用

焦化装置使用优质的原料是一个重要的手段，能够有效地消除腐蚀在延迟焦化设备以及生产运行方面产生的不利影响。为了减少硫腐蚀的发生率，所加工原材料的硫含量应当要满足设计需求，一般来说，应保证原料的含硫量在合理范围内。从源头上控制高硫原油和低硫原油的混合比例进行原油混炼，从而控制原油含硫量，减缓加工原油对设备的腐蚀。还应该考虑酸值和含盐量能够满足设计要求，需要通过重污油脱水和电脱盐等措施来控制原料中的氯离子浓度和含盐量。

3.2对加热炉进行防腐设计

在加热炉防腐设计中，针对炉管的腐蚀问题，应对炉管的表面温度进行控制，并监测炉火燃烧情况，防止偏烧现象的发生，同时在烧焦和在线清焦时应对炉管进行及时的保护。对于露点腐蚀问题来说，则应对排烟温度进行控制，管壁温度应比烟气的露点温度高5℃。在分馏塔防腐设计中，需要确保塔顶温度比水露点的温度要高，回流温度应控制在90℃以上。可在分包车塔顶的循上回流反塔位置增设水洗线，并通过缓蚀剂的添加来降低低温硫腐蚀。

3.3管理层面防腐设计

从管理层面进行防腐设计也十分重要，首先，在企业内需要大力宣传延迟焦化设备腐蚀的危害以及防腐方面的知识，定期对员工进行防腐培训，使得员工的防腐意识以及防腐知识水平都得到全面提升，提高员工的设备操作规范化水平，在日常工作的过程中可以形成较好的操作习惯，在开展防腐管理的过程中，需要明确各个岗位的防腐责任，制定规范化的防腐工作开展流程，对日常生产运行工作的运行进行监督，以此保障所有的防腐措施都可以落实到位，需要建立防腐工作开展数据库，定期对数据库进行更新和升级，数据库资料可以为防腐工作的开展提供数据支持。其次，需要强化设备检查和维护工作，事实上，及时采取合理的防腐技术措施，延迟焦化设备仍然可能面临腐蚀问题，设备的腐蚀问题还具有复杂性的特征，通过定期对设备进行检查，可以及时发现腐蚀问题较为严重的部位，对这些部位的零部件进行及时的更换，防止腐蚀问题引发更大的后果，同时，及时掌握设备中的腐蚀信息，对腐蚀问题出现的原因进行深入分析，可以为后续防腐工作的开展提供依据，定期检查和维护是保障设备运行安全和提高设备运行寿命的重要措施。

3.4加强设备检测，规范操作方法

虽然在生产过程中，可以应用各类方法防止腐蚀问题，但是焦化设备需要进行定期的日常检查，并建立完善的检查机制与档案管理机制。要求管理人员每四个进行一次腐蚀检测，并将各个设备的腐蚀情况进行记录。根据腐蚀情况，进行设备腐蚀效率计算，以此推断设备的正常使用寿命，提前做好安全防范工作。尤其是设备当中的各个高温管线，必须要进行定期检查，并根据实际情况进行更换。在防腐蚀过程中，操作人员的作业方法和形式也会对设备产生影响，必须要禁止设备超高温运行，减少设备运行波动，按照操作规范进行生产操作。

结语

对于延迟焦化设备来说，其所涉及到的腐蚀类型有很多，因此在对延迟焦化设备进行设计时，必须根据不同设备采取不同的防腐设计措施，以满足延迟焦化设备的防腐需要，延长焦化设备的使用寿命，从根本上保障延迟焦化设备的可靠性与安全性。

参考文献

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