润滑油加氢补充精制装置腐蚀分析及防护措施

作者:未知

  摘 要:论文的主要内容是根据润滑油加氢补充精制装置存在的腐蚀情况进行了分析,分析了腐蚀机理,主要对装置金属设备及管道进行了具体分析,并提出了防护措施,使用新型保温材料及调整操作参数,从而达到减缓腐蚀的目的,为装置长周期运提供一些帮助。
  关键词:润滑油加氢;腐蚀;管道防腐;
  润滑油加氢补充精制装置始建于1969年,采用缓和加氢技术,采用高温分馏技术,油品与氢气等物质在150-200℃之间进行第一次分离,然后进入低压分离器进行第二次分离,大部分尾氢在第一次被分离,装置主要以溶剂脱蜡装置减二、三、四线为主要原料,产品主要是润滑油基础油。装置自1970年运行以来,发现装置腐蚀严重,存在由腐蚀造成泄漏、损坏的安全隐患,本文就装置金属类设备及管道的腐蚀问题进行分析,找出腐蚀产生的原因,提出了有效的措施,防止或减轻腐蚀的发生。
  1 装置设备的腐蚀情况
  装置转动设备主要有各种泵类、风机类、压缩机类等。静设备主要有换热类设备、储罐类设备、塔器类、管道类设备。对于转动设备,根据运行的介质不同,设计和选择不同类型的设备类型和材质防止腐蚀,运行环境较好,检维修周期远远小于腐蚀造成损坏的周期,所以腐蚀问题不十分突出炼油厂中金属设备的腐蚀大多来自于静设备,由于静设备的介质和运行环境条件容易产和腐蚀,所以至今仍然是一个需要解决的问题。
  2 装置存在的腐蚀形态
  系统中的腐蚀介质主要来自原油中的硫化物、氮化物、氧化物、无机盐、微量金属元素以及石油开采、集输和炼制过程中的各种添加剂等,这些物质在加工过程中会变成或分解为活性腐蚀介质,对炼油设备造成严重危害。其中影响较大的有硫化物、氮化物、氧化物(环烷酸)和无机氯盐等。
  3 腐蚀介质的转化机理及流向
  3.1 活性物质直接与金属发生反应
  原油中元素硫、硫化氢和硫醇等活性硫化物,在高温条件下与金属直接发生化学作用。
  H2S + Fe → FeS + H2
  RCH2CH2SH + Fe →FeS + RCH=CH2+ H2S + Fe → FeS
  另外硫化氢在低温有水存在条件下,也能对金属发生反应:
  H2S → H+ + HS- HS- → H++ S2-
  Fe + 2H+ →Fe2+ + H2
  Fe2++ S2-→Fe S
  3.2 加氢过程中的氢损伤
  加氢精制是各种油品在氢压下进行的,所以有氢损伤的存在,高温临氢设备及与含水硫化氢(湿硫化氢)接触的设备,存在加入氢或析出氢的工艺过程,氢的存在可以引起设备的氢损伤,氢损伤包括如下几种:氢鼓泡(HB)、氢脆(HE)、表面脱碳、氢腐蚀(内部脱碳)目前反应器均选用铬钼钢制作,因为铬钼钢材具有良好的高温力学性能和抗蚀性能。
  4 保温材料对金属的腐蚀情况
  加氢装置高压加氢是主要工艺,所以压力管道的腐蚀最为常见。反应器与换热器之间的管线外壁的保温材料为超细玻璃棉,外护层为镀锌铁皮。由于长期腐蚀,使外保护层破裂、损坏比较严重。
  4.1 保温材料对金属腐蚀的机理分析
  保温材料为岩棉或超细玻璃面,这些材料由矿物经锻烧粘接加工而成。由于矿物中含有大量的无机盐,经过处理有的不处理后制成的保温材料,仍含有氯化物、氟化物、硫化物等有害成分。这些保温材料与金属表面接触,即发生腐蚀破坏,由于保温材料中含有吸水性物质与空气中水分发生化学凝聚作用,吸收大量的水分,使保温材料湿润,保温材料中可溶盐的存在也会使保温材料中水的凝聚作用加强。水的吸附和凝聚使保温材料潮湿,在金属表面形成一层水膜。可溶物的溶解使水膜变成强的电解质溶液,为金属的电化学腐蚀创造了条件。
  4.2 对有保温管线的腐蚀防护措施
  首先采用涂料重新在金属表面做防护层,最好选用环氧玻璃鳞片涂料,因为它具有抗腐蚀介质渗透能力,涂层抗裂性、抗冲击性能更好。同时,采用无腐蚀的保温材料。从设备的腐蚀情况看,引起金属表面腐蚀的主要原因之一是保温材料含有较多的有害物质,材料本身吸水性强。选用“难燃型低密度聚乙烯高发泡沫板”,该材料本身不含有任何杂质,在潮湿的情况下不产生酸、碱物质洲。该材料的结构是自由封闭的气泡组成,这就決定了该材料导热系数低阅、不透气、不吸湿、不吸水,不会因长年使用受潮或结冰降低保温效果。特别是耐酸碱、有机溶剂、水蒸汽等化学侵蚀,不易风化、老化。
  4.3 管道直段与弯头的腐蚀分析
  在装置中管线的弯头与直段腐蚀程度不同,通过对检验检测数据的分析,找出原因制定相关防腐对策。由于管线介质不同,管线的腐蚀程度各不相同,从管道的测厚数据表明管线的各管段都出现了不同程度的减薄,尤其以管道弯头的减薄较为严重。这可能是因为弯头内物料流态的特殊性所引起的。
  综上所述,通过对压力管道分析,管道保温有吸水作用,导致空气中水与保温本身的无机盐生成电解质溶液与金属管壁形成电化学腐蚀,并对管线直段与弯头进行了腐蚀分析,弯头的腐蚀程度比直段大,这是由于直段与弯头液体流态不同造成的。对于压力管道的防腐措施有:使用新的保温材料;表面涂层用致密树脂类;采用耐腐蚀性能更高的合金;改变环境介质的条件;减少或消除溶液中固体颗粒的含量及降低介质的温度等。
  参考文献:
  [1]马良军,张凤华,李建东等炼油设备腐蚀与防护技术江苏化工,2004,21(4):15-17.
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