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中国石油大学(北京)现代远程教育毕业设计(论文)常减压装置的腐蚀与防护姓名:刘建新学号:908188性别:男专业:化学工程与工艺批次:0909电子邮箱:a8_1981@163.com联系方式:13784715562学习中心:河北沧州黄骅奥鹏学习中心指导教师:游龙2011年9月25日中国石油大学(北京)现代远程教育毕业设计(论文)i常减压装置的腐蚀与防护摘要本文主要对常减压装置低温位以及高温位腐蚀做详细说明。对环烷酸在原油中的分布情况、环烷酸的性质、腐蚀特点及原油加工过程中设备易蚀部位进行了阐述。针对影响环烷酸腐蚀的因素,介绍了抑制环烷酸腐蚀的主要措施,包括通过混炼和脱除原油中环烷酸等方法降低原油酸值、优化操作条件,设备材料选择及改性处理,注入高温缓蚀剂等方法进行较详细介绍。并针对近几年来炼油厂采购高酸原油的数量不断增加以及原油性质变劣带来的新问题入手,根据常减压装置的生产、安全、设备防腐受到的严重影响并且通过对相关企业调研的情况,分析、归纳了常减压装置目前存在的腐蚀问题,提出了一些措施和建议,以便于常减压装置能够安全平稳地运行,避免各种危险事故的发生同时也为日后在石化行业的开展防腐工艺提供了依据。关键词:常减压装置HCl-H2S-H2O一脱三注环烷酸腐蚀控制建议中国石油大学(北京)现代远程教育毕业设计(论文)ii目录第一章前言..................................................................................................................................3第二章腐蚀的危害......................................................................................................................4第三章常减压装置常见腐蚀介质及部位.................................................................................53.1常见腐蚀介质........................................................................................................................53.2典型腐蚀腐蚀部位................................................................................................................5第四章常减压装置腐蚀机理探讨.............................................................................................74.1低温腐蚀................................................................................................................................74.2高温腐蚀................................................................................................................................8第五章设备腐蚀的现状及防腐措施.......................................................................................115.1塔顶系统的腐蚀状况及防腐措施......................................................................................115.2高温部位的腐蚀状况及防腐措施......................................................................................145.3高温硫酸露点腐蚀的防护措施..........................................................................................165.4循环水的腐蚀......................................................................................................................165.5混炼......................................................................................................................................175.6脱酸......................................................................................................................................175.7合理有效地选用耐腐蚀材料..............................................................................................185.8加强装置腐蚀的监控检测..................................................................................................18第六章结论建议..........................................................................................................................20致谢............................................................................................................................................21参考文献........................................................................................................................................22中国石油大学(北京)现代远程教育毕业设计(论文)3第一章前言近几年,随着国内石化行业原油加工量和原油进口量的迅速增长,为降低原油采购成本,炼油厂采购硫含量1%~2%或酸值(KOH)0.5~1.0mg/g等高含硫含酸原油的数量在不断增加。而原油性质变劣带来的新问题首当其冲反映在常减压装置上,腐蚀问题日益严重。腐蚀缩短了设备的使用寿命,造成能源的巨大浪费,同时还酿成灾害性事故。使装置的生产、安全受到严重影响,并对下游装置也产生不良影响。因此,加强设备腐蚀部位的分析,研究蒸馏腐蚀机理,制定相应的防腐措施,对安全生产意义重大。中国石油大学(北京)现代远程教育0809批次专升本毕业论文4第二章腐蚀的危害据报道,在工业化国家,腐蚀破坏造成的经济损失约占国民生产总值(GNP)的3%~5%。在美国,按1995年的价格水平计算,每年因腐蚀造成的经济损失约为3000亿美元。1978年的一份研究报告使用一个精心设计的模型,综合考虑了130多个经济因素,指出1975年金属腐蚀给美国造成的经济损失为820亿美元,约占当期GNP的4.9%。报告认为,其中有60%的经济损失是不可避免的,而其余的40%,若采用当时最好的防腐措施,是“可以避免的”。尽管各炼油企业加工的原油性质、装置设防和生产工况存在差异,然而2004年被调研的5家企业9套装置多次出现“三顶管线”腐蚀穿孔,冷换和空冷设备内外泄漏,有的部位出现裂纹等较为严重的低温腐蚀问题。某企业3号常减压装置,2003年11月,发现有一重油高温管线压力表接管焊缝泄漏;进一步扩大检查时发现,大部分常压重油高温管线减薄非常严重。该管线从开工到出现泄漏仅运行18个月,平均减薄3~5mm;常压炉辐射出口管线最薄处只有3mm。另一家企业5000kt/a常减压装置检修后运行一年多时间,常压炉出口管集合管腐蚀穿孔造成火灾事故,采取包套处理维持运行,测厚普查发现高温重油线减薄严重,平均减薄3~4mm。还有一家企业Ⅲ套常减压装置减压塔内构件大梁、降液板、填料严重垮塌,给生产带来极大威胁。中国石油大学(北京)现代远程教育0809批次专升本毕业论文5第三章常减压装置常见腐蚀介质及部位3.1常见腐蚀介质(1)氯化物原油经脱水后,残留下少量的水,这些水分都含有盐类,其主要成分为氯化钠、氯化镁和氯化钙,氯化镁和氯化钙很容易受热水解,生成具有强烈腐蚀性的氯化氢。(2)含硫化合物的腐蚀作用与温度有直接的关系。原油中一些硫化物对热是不稳定的,在温度升高过程中会逐渐分解成小相对分子质量的硫化物。元素硫和硫化氢可相互转化,硫化氢被空气氧化可以生成元素硫,元素硫与原油中的烃类物反应又可以生成硫化氢。这种变化是硫化氢分布在低温和高温各部位,因此,低温部位的腐蚀以硫化氢为主,高温部位的腐蚀以元素硫为主。(3)有机酸原油中腐蚀性强的有机酸,主要是指环烷酸及少量的低分子脂肪酸。(4)氧、二氧化碳和水原油中还含有少量游离的氧、二氧化碳和水。在原油进入常减压装置中,上述杂质均受热而逸出,在常减压的冷凝冷却系统形成了氢去极化腐蚀和氧去极化腐蚀。此外,在石油加工过程中要引入大量的水分。如分馏塔气提、油品水洗等,另外炼油厂还有大量的冷却用水。因此水分设备形成了各种腐蚀环境。3.2典型腐蚀腐蚀部位(1)加热炉腐蚀主要发生在对流段的冷进料炉管及软化水炉管。腐蚀的主要原因是燃料瓦斯和燃料油硫含量较高(瓦斯系统有时硫化氢含量高达5000-8000µg/g),烟气露点上升,炉管受烟气硫酸露点腐蚀所致。(2)冷换设备典型的腐蚀有减底渣油、减四油换热器进出口接管、碳钢管束及碳钢壳体的高温硫腐蚀,三顶冷却器碳钢管束锈蚀堵塞等。(3)管道弯头和阀门腐蚀主要发生在渣油、蜡油碳钢管道,属高温硫均匀腐蚀。(4)机泵腐蚀主要发生在渣油、蜡油高温泵的碳钢配件上。(5)塔设备腐蚀主要发生在常、减压塔碳钢构件上腐蚀形态为高温段(300℃)的均匀薄膜,低温段(120℃的薄膜和坑蚀)。减压塔的腐蚀是在高温无水环境下进行的高温环烷酸及硫对钢铁的化学腐蚀。其反应式如下:中国石油大学(北京)现代远程教育0809批次专升本毕业论文6生成的Fe(RCOOH)2是油溶性化合物,若材质的耐腐蚀性差,腐蚀将会进行得很快若材质中含有足够的Gr、Ni、Ti在金属表面形成一定的氧化物,则能阻止金属铁离子的扩散,使金属免遭进一步的腐蚀。影响高温环烷酸及硫腐蚀的主要因素为加工原油的酸值、硫含量、温度、流动状态以及设备材质的耐蚀性。在原油加工生产中通常是采用选用耐蚀材料、高酸值原油与低酸值原油混炼、调整流动状态等方法来抑制高温环烷酸及硫腐蚀的发生。其中提高材质耐蚀等级是减缓高温环烷酸及硫腐蚀的最有效的方法。中国石油大学(北京)现代远程教育0809批次专
本文标题:常减压装置的腐蚀与防护
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