抽提裝置設備和管道腐蝕原因分析及防護措施

曲云芹

（大慶石化建設有限公司，黑龍江大慶 163714）

0 引言

某催化-抽提聯合裝置于1965 年12 月試車投產，加工能力為15 萬噸/年（以重整原料為準），后又成功改造提升一倍為30 萬噸/年。設備為聯合芳烴抽提，原料油中含有30～60%的芳烴，在四乙二醇醚溶劑和汽提塔的作用下，提取高純度的芳烴，因為溶劑為四乙二醇醚，運行中發現設備腐蝕非常明顯。塔頂設備及塔內件及管線都出現嚴重腐蝕，導致多處部位減薄泄漏，造成停工、切換其他設備，如更換設備則檢修周期長、成本相當高。腐蝕問題影響了重整裝置的安、穩、長、滿、優運行，同時腐蝕造成介質大量泄漏污染了周邊環境，給生產裝置帶來了較大的經濟損失。以查找腐蝕原因、采取有效措施加以控制為最優先方案，避免不必要的損失再次發生。

1 工藝流程分析

該裝置是以常減壓裝置初餾塔頂汽油（初餾-150℃）為原料，經過預分餾、預加氫、重整、抽提后再進入精餾部分。通過預分餾、預加氫工藝，原料油中低于C5 的輕組分、水及含S、N、O 等化合物以及As、Pb 等金屬化合物被除去，然后進入抽提系統用四乙二醇醚溶劑提取芳烴，芳烴與溶劑分離后，溶劑循環使用。高純度芳烴進入芳烴精餾部分，隨后依次餾出苯、重芳烴。各系統也出現輕微腐蝕現象，但都不嚴重，只有抽提腐蝕尤為嚴重。

2 設備腐蝕狀況

2.1 塔盤

2005 年檢修發現，抽提塔T302 塔盤腐蝕堵孔厚度達45 mm（圖1）。

圖1 T302 塔盤上的腐蝕產物及結焦溶劑

2006 年T302 塔腐蝕嚴重堵孔（圖2）。

2005 年檢修，T303 由于塔盤浮閥的孔螺栓絲扣腐蝕達200 個，浮閥出現脫落，同時塔盤腐蝕減薄為1 mm（圖3）。

圖2 T302 塔盤溶劑嚴重受到腐蝕

圖3 T303 塔盤浮閥脫落

2.2 泵

B391 真空泵為再生減壓塔抽真空。2005 年期間，泵B391 真空度數值下降，停泵檢查，發現葉輪、隔板出現大面積腐蝕面，穿透性蜂窩狀孔洞，出現漏水。后材質更換為304。該泵運行至2007 年3 月份真空度再次下降，停泵解體檢查發現葉輪根部出現蜂窩狀孔洞（圖4）。且入口管線、單向閥、葉輪流道結垢嚴重，只有1/3 的流動空間（圖5）。

圖4 葉輪根部孔洞

2.3 設備

換熱設備的腐蝕多集中在管束的內外表面，根據工作介質和工藝條件，多會造成結垢和腐蝕，可以通過水質穩定進行預防。循環水冷卻器芯子管程防腐層為7910 涂料，殼程均無防腐層。檢修中發現冷卻器的管程均有不同程度的堵塞，有淤泥、塑料帶、碎木頭、碎玻璃、石塊等，且管內結水垢嚴重，有的管被水垢堵死2/3，用蒸汽吹，鋼筋捅也不能徹底清除，需用高壓水射流清洗，運行中冷卻器的冷卻效果大大降低（圖6）。

2.4 工藝管道

T303 底溶劑循環線規格：水平管Φ108×4，立管Φ108×5。該系統氣相部位碳鋼管線、彎頭多處出現穿孔，其中從換熱器到回水管線尤其嚴重，2001 年9～12 月，此管線4 個彎頭、1 個三通打套、多處接閥打卡子，在彎頭和垂直管線出現穿孔，穿孔四周嚴重減薄，稍用力敲打即脫落，最薄處只有0.1 mm。

3 抗腐蝕的要點

分析設備的腐蝕情況，造成芳烴抽提系統設備腐蝕的主要原因是溶劑引起的酸腐蝕及高速流體引起的沖蝕腐蝕共同作用的結果。如果體系中沒有酸性介質的影響，那么沖蝕腐蝕的作用是微不足道的?？梢酝茢?，酸性物質是設備和管線腐蝕穿孔的顯著原因。關鍵是消除或減緩體系的酸腐蝕，如能采取多種措施進行綜合治理，減輕設備的腐蝕，實現裝置安全及穩定運行，具有現實意義。

圖5 葉輪流道結垢

圖6 換熱器淤泥

3.1 緩蝕劑注入定期改連續

為了使此工作形成規律，通過不定期進行測試，發現崗位人員漏加或注水，系統pH 值降低，應嚴格考核。如果溶劑的pH 值控制不好，其中所含的有機酸和少量無機酸會對設備造成嚴重的腐蝕。

3.2 保持溶劑新鮮

為保持溶劑新鮮，其中采用T303 塔下引出一本部分溶劑，利用再生設備進行再生，進行特殊處理4～6 天后和新溶劑一樣使用，保證溶劑新鮮，減輕腐蝕，并及時清理不能使用的溶劑。

3.3 改變材料提高性能

換熱器、泵、T303 塔盤的相關部件和泵體都由碳鋼材改換成不銹鋼，耐高溫，一般使用溫度極限＜650 ℃，大大提高耐腐蝕性，并具有良好的抗晶間腐蝕性能，對大部分有機酸和無機酸具有良好的耐腐蝕能力。雖然改變材料導致系統設備的成本相應提高，但從綜合效益來考慮，設備的材料費用盡管增加了，但抗腐蝕能力的增強會使裝置的運轉周期加長，安全生產的可靠性加大，有利于長遠效益。

3.4 涂防腐涂層

對于采用碳鋼材料制成的換熱器，塔盤等易蝕部位進行涂層處理，T302 塔盤和冷卻器芯子使用“Ni-P 化學鍍層”。化學鍍是成熟技術，優點是能夠控制微粒增強相的分散和均勻沉積在金屬表面，而且鍍層將基體與腐蝕介質隔離，而起防腐蝕作用，為防腐蝕提供了理想的隔離層。此方法也可以在管線、彎頭、三通等易蝕部位采用，解決腐蝕問題。

3.5 合理改造管道走向盡量減緩沖擊

壓力高的流體（如蒸汽）對管道存在強烈的沖擊作用，尤其是在管道的改向部位，這種沖擊作用就更加顯著。因此，在設計允許時，應合理改造管道走向及位置，盡量減少改向部位，同時可適當加大管徑及管子彎頭的彎曲半徑，以降低流體流速，減輕流體對金屬表面的沖擊作用導致的沖蝕腐蝕。

3.6 提高循環水質量

提高循環水的凈化質量，需在水場增設過濾網、柵板等，阻隔自然環境飄浮入水場中的樹葉、樹枝等雜物。軟化水質，降低水垢，才能使設備壽命延長。

4 結束語

針對某芳烴抽提裝置內的系統設備和管線腐蝕情況研究，分析顯示腐蝕源溶劑產生的酸性物質和氧，有很強的的化學腐蝕力，只要系統不存在酸或氧，系統設備就不會受到嚴重腐蝕。要把設備的酸性腐蝕降至最低，首先要把含氧量控制到最低水平，同時做好涂層防腐蝕處理。通常情況下，采用適時監測腐蝕量，匯總數據，及時清理廢料，例如腐蝕介質濃縮處、管道急流位置，減少補充溶劑的次數，來延長設備的使用周期，保證裝置正常運行。