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硫酸烷基化装置腐蚀与防护.doc

硫酸烷基化装置腐蚀与防护

彭劳谦
2017-09-28 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《硫酸烷基化装置腐蚀与防护doc》,可适用于综合领域

硫酸烷基化装置腐蚀与防护胜练科技SHENGLIREFINERYSCIENCEANDTECHNOLOGY第卷第期硫酸烷基化装置腐蚀与防护田梅姚海青刘凯胜利炼油厂研究所仇晨胜利炼油厂气体车间摘要:主要介绍了硫酸烷基化装置的腐蚀概况,认为反应器搅拌机叶轮的适用材质是高镍臭氏体合全铸铁,减轻该装置设备的腐蚀应从优化操作和正硝选用材质两方面进行关键词:硫酸腐蚀材质防护我厂kt,a硫酸烷基化装置引进美国Stratco公司专利技术采用卧式偏心高效反应器和反应馏出物致冷工艺,有利于提高烷基化油的收率和辛烷值且能耗低但该装置自年月正式投产以来一直未能实现长周期连续运行,设备腐蚀严重,尤其是年以前累计停工次,更换冷换设备l台,价值约万元近年来由于进行了优化操作,技术改造,腐蚀得到缓解,并且自年月至年月创出了连续运行天的好成绩但在年l月该装置又因反应器搅拌机叶轮严重腐蚀而被迫停工更换,管线及管件泄漏问题也对正常生产构成威胁,为保证装置的连续运行,在加强工艺操作的基础上还应尝试从材质上寻求防护措旅装置腐蚀概况该装置主要由反应,致冷压缩,馏出物精制和产品分馏,化学处理四部分组成主要工艺流程为原料(异丁烷,烯烃)和冷剂,硫酸催化剂在反应器内进行烷基化反应,馏出物经过酸洗,碱洗等精制过程以脱除酸和酸酯然后进入产品分馏系统,异丁烷从脱异丁烷塔顶抽出一部分作为塔顶回流,另一部分返回反应器,产品烷基化油由塔底抽出选出装置,简易流程见P图l装置开工以来的主要设备腐蚀情况见表经调查分析设备腐蚀主要原因是:原料中二烯烃未被饱和,酸耗大,腐蚀强烈酸洗工艺不当,电沉降器内部构件设计不合理,不能有效地脱除反应馏出物中的酸及酸酯,影响后续设备硫酸质量欠佳,腐蚀加重某些设备材质选用不当反应系统腐蚀主要发生在反应器搅拌机叶轮处,主要表现为冲刷腐蚀美国进口叶轮使用年后仅在叶片外缘出现腐蚀,国产叶轮在使用一年半后叶片沿径向蚀掉一半,剩余部分和轮毂外侧腐蚀成蜂窝状并布有孔洞,见图反应部分介质为,的浓硫酸,烯烃,异丁烷,温度为,在此环境中如果流速较低,碳钢和l,不锈钢能够生成钝化收幅日期{OlO作者简介:田梅士工程师,牛毕业于石’由土学机械系现在齐音石化心司眭利炼油厂研宅所舨事设鼻J哮麝工作胜炼科技年第卷膜,耐蚀性较好,但较高的流速和湍流的连续冲击能使表面钝化层不断剥落据资料介绍,碳钢的临界流速为ms,反应器叶轮叶片从根部到边缘的线速度为~ms,显然碳钢是不适用的系列不锈钢被证明在发烟硫酸()中使用稳定而在浓硫酸(,)中抗蚀性不可靠,其耐冲刷和疲劳腐蚀性能比超低碳不锈钢lL(c)要差很多对国产叶轮进行金相和化学分析,结果见表,图分析结果表明国产叶轮的材质为CrlSNi,它在系列不锈钢中耐蚀性最差,因为碳含量高最易发生晶间腐蚀,从金相照片图中可看到晶界处的腐蚀坑如果反应原料和硫酸催化剂中含有氯,硫等杂质会对其造成意想不到的严重腐蚀,所以说尤其是CiNi也不适宜做搅拌叶轮表烷基化装置主要设备腐蚀概况图国产叶轮腐蚀宏观形貌图国产叶轮组织(草酸电解抛光)铸态奥氏体×第期田梅等硫酸烷基化装置腐蚀与防护,l同时对从美国Stratco公司进口的叶轮进行化学和金相分析,结果见表,图,图,分析表明其材质为片状石墨奥氏体高镍台金铸铁标准牌号为ASTM镍保护I型或UNSF,其中铜合金专为耐硫酸腐蚀加入奥氏体高镍合金铸铁是近十几年发展起来的一种既耐颗粒冲刷又耐介质腐蚀的新型材料,由于含有大量的镍,提高了基体的电极电位和热力学稳定性,在高温和低温下均具有良好的力学性能目前我国尚无正式标准,但已有厂家生产表反应器搅拌机叶轮化学成分元素cSPSiMaCrNiCu国产叶轮进口叶轮】图进口叶轮:片状石墨(未腐蚀)×图进口叶轮组织:奥氏体石墨共晶物(草酸电解抛光)×致冷压缩系统腐蚀主要表现为冷剂冷凝器EA,B碳钢管柬腐蚀穿孔,原因是操作不稳使反应馏出物中携带过多的酸及酸酯,在F物料闻蒸过程中部分进入压缩机K压缩气体进入E玲却,制冷剂在冷却过程中大部分酸类和水分附着在管柬外壁,导致稀硫酸腐蚀装置增加原料预处理加氢工艺措施后,馏出物中台酸,酸酯显着降低,E的腐蚀已经缓解产品分馏系统年在优化操作前,该系统在全装置腐蚀最严重,主要集中在脱异丁烷塔顶系统:塔顶馏出物冷凝器E碳钢管柬腐蚀穿孔,塔顶层塔盘腐蚀减薄穿孔,浮阀蚀成蜂窝状操作正常时,反应流出物携带的微量酸及酸酯不会对分馏系统产生明显腐蚀但在年前由于反应原料中二烯烃未被饱和,酸耗大且馏出物精制设备频繁故障等原因使得反应馏出物中含有超标的酸及酸酯酸酯在脱异丁烷塔高温条件下(C)分解放出二氧化硫干燥的二氧化硫对钢铁的腐蚀很轻,在潮湿或有冷凝的情况下刚腐蚀较重,它对碳钢的腐蚀受温度的影响,温度低腐蚀严重,温度高则较轻,这就是脱异丁烷塔底部位腐蚀轻而塔顶部位腐蚀严重的原因管线,管件,贮罐装置自开工以来一直遭受管线,阀fl频繁腐蚀泄漏的困扰,比较严重的有新碱线,新酸线,蒸汽线,F一进料线,新酸罐接管等新碱线腐蚀属于碱脆泄葫,是拉应力与碱液联合作用而产生的开裂残余应力是产生碱瞻的主要原因,大多数开裂都发生在焊缝附近另一个重要因素是温度升高,冬季使用伴热管时也容易引起碱脆新酸线主要是流速较高,易产生湍流,经常排放酸液的部位腐蚀严重,另外浓硫酸管线忌水冲洗防护措施a)优化操作,定时监测使得反应馏出物中一胜炼科技年第卷所古酸及酸酯在设计指标以内是减轻腐蚀的关键b)反应器搅拌机叶轮反应器叶轮的腐蚀只能从材质上得到根本解决:可参照美国高镍合金铸铁指标在国内找厂家加工同类产品,另外可供选择的国产材料有ZGlCrNiMoCu,CrNiMoCu,L,搪玻璃等c)分馏系统对于潮湿的二氧化硫,碳钢和不锈钢耐蚀性都不好,脱异丁烷塔塔盘,浮阀等内构件及塔顶冷凝器E管束可采用II,另外国内有使用碳钢渗铝,ND钢,CrAlMo的成功例子可供借鉴d)管线,阀门,泵和贮罐等新碱线防护措施主要从以下两方面考虑:对所有焊缝进行消应力热处理,尽量少开蒸汽伴热管,控制碱液温度不要过高另外碱脆属于晶间腐蚀,一旦发生泄漏,说明该部位组织结构已被严重破坏,此时不宜补焊,因为只能使裂纹开裂更严重对于已经出现裂纹的部位,可将外壁清洗干净,除锈后包缠,层环氧或不饱和聚酯玻璃钢对于输送浓硫酸的新酸线只要流速不高,不产生湍流,碳钢材质是耐蚀的,因此管径要尽可能加大以降低流速反应器FI进料线腐蚀严重与管线结构不合理有关,急剧的几何形状变化比如在弯头,T型管,凹凸管,异径管线上都会产生湍流,该部位弯头的曲率半径要大些,前后截面尺寸尽可能一致,入口和出口应是流线型的,还可以采用内衬四氟管直径小流速高的管子(内径小于mm)用L酸洗罐Fl入口CrlNiTi管线有处焊缝出现泄漏,此处为稀硫酸环境JCrlNiTi不耐蚀,应选用内衬四氟管如果要保证阀门使用寿命长可采用高镍合金铸铁,衬四氯,ZGoCrlNigTi等,对于冲刷严重的如有必要可采用ICrlNilSiAITi,CrNiMoCuTi废酸泵和充酸泵因为压力高,转速高冲刷强烈,铸铁和泵不适用,采用哈氏B合金最耐蚀,但从经济上考虑可采用lCrlNilSiAJTi,zGCrNiMoC~等材质酸贮罐一般碳钢即耐蚀,也可用碳钢衬耐酸砖板或者采用CrlNilIslA】Ti效果更好,但其接管因经常排放酸液应采用L参考文献l于福州等腐蚀与防护手册北京:化学工业出版杜g胡文景宴现硫酸烷基化装置长周期运行的措施齐鲁石油化I,():i简讯国内首套ta异戊烯工业性试验装置投产经上海石化化工研究所会同金山石化设计院,兰州设计院对齐鲁石化公司研究院提供的异戊烯中试技术进行再开发,国内第一套ta异戊烯工业性试验装置,日前在上海石化fl也工研究所建成投产该装置从正式实施到顺利产出合格产品,前后经过了近年的时间期间,技术人员对中试技术进行了反复研究,改进和完善了装置的工艺流程,工艺设备等技术异戊烯是一种非常重要的精细化工中间原料,可广泛用于农药和香料等领域,此前一直依赖进口该装置的顺利开车投产,不仅填补了我国异戊烯产品的空白,还可连一步提高上海石化的石油加工深度和碳五馏分利用率,使碳五分离成套技术更加完善(摘自《石化行业信息》)

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