腐蝕對于煉油企業(yè)來說是一個制約裝置生產(chǎn)的重要因素之一,根據(jù)環(huán)境溫度可以分為低溫腐蝕和高溫腐蝕。低溫腐蝕主要是指環(huán)境溫度低于120℃時發(fā)生的腐蝕,包括鹽酸腐蝕、濕H2S腐蝕等。高溫腐蝕主要是指環(huán)境溫度高于200℃時發(fā)生的腐蝕,包括高溫?zé)煔飧g、高溫硫腐蝕和高溫環(huán)烷酸腐蝕等。在高溫腐蝕中,高溫氣相油相的沖刷腐蝕尤為嚴重。
高溫氣相的沖刷腐蝕主要發(fā)生在催化裂化裝置高溫?zé)煔庀到y(tǒng),該系統(tǒng)操作溫度為700℃,煙氣主要成分為CO2、CO、O2、N2、水蒸汽、SO2等,同時夾帶著部分催化劑。這些催化劑隨再生煙氣流動,在設(shè)備管道流速較高的部位發(fā)生嚴重的沖刷腐蝕,腐蝕形態(tài)多表現(xiàn)為大面積減薄或局部穿孔。
在該體系中,煙氣成分主要起到了腐蝕的作用,包括高溫氧化、露點腐蝕等。沖刷損傷主要是由于煙氣中夾帶的催化劑造成。
催化裂化裝置采用的催化劑是一種熱穩(wěn)定性良好的固體酸催化劑。早期的催化劑為天然白土,后期逐步發(fā)展成合成硅鋁和分子篩催化劑,這些催化劑都是以硅酸鋁為基礎(chǔ)的固體酸材料。各類催化劑化學(xué)組成的主體均為SiO2和Al2O3.
催化劑的一個重要的性能指標(biāo)是磨損指數(shù)。由于在反應(yīng)器、再生器和輸送管道中,催化劑顆粒之間以及催化劑顆粒和容器器壁之間發(fā)生激烈碰撞,會造成催化劑的過度粉化。為保證良好的流化質(zhì)量,減少磨損,催化劑都要求具有一定的機械強度和耐磨性。但同時,提高了催化劑的耐磨性,也就相應(yīng)加劇了設(shè)備管道沖刷腐蝕。
高溫氣相沖刷腐蝕發(fā)生的典型部位包括煙氣和油氣管道上彎頭及其他的閥門閥板、熱電偶套管,煙氣輪機的葉片,旋風(fēng)分離器的分離單管(尤其是單管下端的卸料盤),雙動滑閥的閥板、閥座、導(dǎo)軌,臨界流速噴嘴的噴孔板,提升管預(yù)提升蒸汽噴嘴、原料油噴嘴、主風(fēng)分布管、提升管出口快速分離設(shè)施、外取熱管等。
某廠煙機解體檢查發(fā)現(xiàn)煙機葉片二級動葉根部磨損嚴重,最深處約6mm以上,見圖1.一級輪盤背部局部沖刷磨損,一二級輪盤蜂窩密封磨損嚴重,一級靜葉根部局部存在裂紋,動靜葉表面的長城一號耐磨涂層部分脫落磨損。
圖1.某廠煙機葉片二級動葉根部磨損情況
高溫油相的沖刷腐蝕主要是指高溫環(huán)烷酸沖刷腐蝕,通常發(fā)生在加工高酸原油(酸值高于0.5 mgKOH/g)的煉油裝置設(shè)備管線中。
環(huán)烷酸是原油中有機酸的總稱,是原油中主要的酸性氧化物,其化學(xué)性質(zhì)與脂肪酸相似,具有普通有機酸的所有性質(zhì)。環(huán)烷酸的分子結(jié)構(gòu)通式如下:
其中R為較低碳原子數(shù)的烷基側(cè)鏈,n為1~5,m通常大于1.由于R、m、n的不同,原油中的環(huán)烷酸有1500多種不同的結(jié)構(gòu)。這些環(huán)烷酸分子量各不相同,其沸點也不相同。在蒸餾過程中,沸點不同的環(huán)烷酸在不同的餾分油中富集,形成具有腐蝕性的非水電解質(zhì),從而造成該部位的腐蝕。

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