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【摘 要】在常减压装置加工原油过程中,有低温硫腐蚀和高温硫腐蚀两种。本文主要介绍加工高含硫原油常减压装置工艺设备的防腐办法,设计防腐和施工防腐是高温硫主要的防腐方法。明确腐蚀机理,制定防腐措施,文章都做了详细阐述。
【关键词】常减压装置;高硫腐蚀;设计防腐;施工防腐
随着国家对原油资源的调控,加工高硫原油的比例逐年增加。原油的硫含量和酸值呈现上升的趋势,导致装置中的含硫量超过计划值。带来一系列设备、管线的腐蚀问题,给装置安全生产留下了重大隐患。为提高产品质量和企业经济效益,采取工艺设备综合防腐措施,以延长设备使用寿命和装置开工周期。为此,不但应加强常减压装置的电脱盐操作,严格控制各分馏塔顶系统低温腐蚀,而且还应对高温部位的设备及管线进行腐蚀防护和腐蚀检测。下面我们对高硫原油一组数值的分析,观察硫量分布及对设备的腐蚀状态。
硫含量最高的原油为沙轻原油,硫含量分数为1.88%,平均值为1.66%,馏分油越重硫质量分数越高。硫主要分布在渣油中,虽然渣油收率仅24.43%,但硫分布中占44.23%,硫量分数达到3.61%。其次,是蜡油馏分数率23.98%,在硫分布中占30.41%,硫质量分数达2.53%。再次是柴油馏分收率24.29%。在硫分布中占13.64%,硫质量分数为1.15%,其他轻组分硫质量分数较低。从以上数据不难看出,硫分布形成对装置的严重腐蚀状态。设计防腐和施工防腐对高硫防腐效果显著,下面对这两种技术的概念、内涵和操作方法一一加以阐述。
1.设计防腐
这项技术的具体概念,就是在容易受腐蚀的部位用耐腐蚀的材料或复合材料,为装置在运行过程中防腐提供有利条件。下面把各个部位所需材料做一详细介绍:
(1)低温部位(三塔顶系统)选材:初项系统—1)初馏塔塔顶材质:基材为16MnR,衬里为3RE60;2)塔顶第一台原油换热器管线为20号钢,其换热器管束为lCr18Ni9Ti;3)换热器—回流罐—空冷—水冷却器,其中管线均为20号钢:空冷器管束为10号钢,水冷器管束为ICr18Ni9Ti.常顶系统—1)常压塔塔顶材质:为不锈钢复合板,基层为20R,复层为321。2)塔顶材质:空冷气管线是不锈钢复合板卷管,基层为20号钢,复层为316L(无缝钢管为316L),其空冷器管束为10号钢。3)空冷器—水冷却器间管线为20号无缝钢管。水冷却器管束为ICr18Ni9Ti.减顶系统—1)减压塔顶材质为不锈钢复合板:基层为20R,复层为321。2)塔顶—一级抽空器间管线为不锈钢复合板卷管:基层为20号钢,复层为316L。—级抽空器—一级空冷器—二级空冷器—三级抽空器—三级空冷器—水冷却器管线为20号无缝钢管。空冷却器管束均为ICr18Ni9Ti.抽空器均为ICr18Ni9Ti.水冷却器管束为20号钢。
(2)高温部位选材:初馏塔塔底—基材为16MnR,衬里为ICr18Ni9Ti。常压塔塔底—基层为20R,复层为321,常二中Cr5M,常压过汽化油Cr5M,减二线OCr18Ni10Ti,减四线OCr18Ni9Ti,减压塔塔底—基层为20R,复层为316L。常压转油线—OCr18Ni10Ti。减压转油线—不锈钢复合板卷管:基层为20号钢,复层为316L(无缝钢管316L)。
从以上所用材料可以看出,该装置不仅常压塔和减压塔选用的是复合材料,而且发挥线也选用复合材料。这些材料经济耐用,不仅节约了资金而且达到了防腐的目的,一举两得。从经营的角度可以看出,设计防腐这一技术能够可行的关键,是所用材料经济而且耐用。只有这样,不但设备和管线腐蚀得到控制,为加工装置安全生产创造了有利条件,而且也为企业经济赢得利益。
2.施工防腐
这项技术的内涵,就是全过程监督和监测容易发生腐蚀部位的焊缝。大家知道,耐腐蚀是对炼油设备最基本的要求。不锈钢复合板就具备炼油所需要的足够的强度,较高的耐腐蚀性。而且,这种复合板价格低廉,因而越来越受到广泛的应用。常减压装置使用材料种类很多,不同种钢材有不同的焊接工艺。并对成千上万条焊缝从焊工管理,焊接工艺管理,焊条管理,焊接质量管理等环节进行全过程控制。
(1)不锈钢复合板的焊接,由于不锈钢复合板复层较薄,如果成形质量不好极易造成错边量和棱角度超标,对焊缝质量的影响很大。其危害有以下几点:
A)降低了焊缝的耐蚀性,B)减弱了焊缝接头的强度,C)在过渡层焊接时,由于错边量引起外形突变,将在焊接接头处形成局部高应力。加之线膨胀系数相差较大,加大了产生焊缝裂纹的可能性。D)由于棱角度较大,很容易使焊缝余高超标,造成明显的局部结构不连续,而在余高处引起很高的应力集中。从而使焊缝的疲劳寿命明显降低。
(2)相同壁厚管子、管件组对时,应使内壁平齐、错边量不应超过1mm。内壁平齐对增强焊缝的抗腐蚀性尤为重要。
(3)焊后首先对焊缝进行外观检查。焊缝应圆滑过渡,做到无溶渣、飞溅、裂纹、分层、过烧等缺陷。外观检查合格后,方能进行无损探伤检查。
(4)对管道焊缝有进行热处理要求的,应按热处理工艺进行。对有冷裂纹倾向的材料,焊后应及时热处理并进行100%的硬度检查。重要的特殊材料管道,在施工前应做好施工方案并严格按施工方案进行施工。
(5)焊缝拍片要求。焊缝拍片不合格时,应按不合格数量加倍探伤。如仍有不合格时,应对焊工施工的焊缝全部探伤。不合格焊缝的返修:碳钢同一部位的返修不得超过三次;合金钢和不锈钢同一部位的返修不得超过二次,对不合格焊缝,施工员要查明原因采取措施。
3.结论
设备管道的腐蚀,根本原因是由容纳介质引起的。了解介质所含的腐蚀性物质,是防腐蚀工作的基础。从原油的进厂,原油开罐进入装置,加工过程中的各馏份油,都有响应的定期和不定期检验分析。如原油含硫量、含盐量、含水量和酸值分析。塔顶及各侧线馏份油的酸度、硫含量和铁离子浓度分析,三塔顶凝水中铁离子浓度分析,加热炉燃料气组成及H2S含量分析。另外,开展专业参与的防腐蚀攻关,普及腐蚀与防腐蚀知识,解决装置存在的腐蚀问题。具体应开展以下工作:制定年度防腐攻关计划,成立防腐攻关小组,明确任务、目标和职责;制定车间干部和班组成员两级腐蚀与防腐蚀知识教育、培训计划、定期考核检验学习效果;装置指定专人负责防腐工作,随时收集腐蚀流数据;设备检修腐蚀物取样分析数据,腐蚀部位及时拍照,所有设备检修进行原因分析,及检修采取的措施记录,并对采取的措施有效性对比分析;定期召开防腐蚀攻关例会,对收集到腐蚀流数据进行整理分析,对新出现的腐蚀和重点腐蚀部位进行具体详细分析,跟踪调查、分析掌握腐蚀状况、摸清原因、制定防腐措施;制定和落实设备管道检验计划,容器挂片、定点检测和材级升级工作;制定和落实防腐新工艺,新材料的应用。
【关键词】常减压装置;高硫腐蚀;设计防腐;施工防腐
随着国家对原油资源的调控,加工高硫原油的比例逐年增加。原油的硫含量和酸值呈现上升的趋势,导致装置中的含硫量超过计划值。带来一系列设备、管线的腐蚀问题,给装置安全生产留下了重大隐患。为提高产品质量和企业经济效益,采取工艺设备综合防腐措施,以延长设备使用寿命和装置开工周期。为此,不但应加强常减压装置的电脱盐操作,严格控制各分馏塔顶系统低温腐蚀,而且还应对高温部位的设备及管线进行腐蚀防护和腐蚀检测。下面我们对高硫原油一组数值的分析,观察硫量分布及对设备的腐蚀状态。
硫含量最高的原油为沙轻原油,硫含量分数为1.88%,平均值为1.66%,馏分油越重硫质量分数越高。硫主要分布在渣油中,虽然渣油收率仅24.43%,但硫分布中占44.23%,硫量分数达到3.61%。其次,是蜡油馏分数率23.98%,在硫分布中占30.41%,硫质量分数达2.53%。再次是柴油馏分收率24.29%。在硫分布中占13.64%,硫质量分数为1.15%,其他轻组分硫质量分数较低。从以上数据不难看出,硫分布形成对装置的严重腐蚀状态。设计防腐和施工防腐对高硫防腐效果显著,下面对这两种技术的概念、内涵和操作方法一一加以阐述。
1.设计防腐
这项技术的具体概念,就是在容易受腐蚀的部位用耐腐蚀的材料或复合材料,为装置在运行过程中防腐提供有利条件。下面把各个部位所需材料做一详细介绍:
(1)低温部位(三塔顶系统)选材:初项系统—1)初馏塔塔顶材质:基材为16MnR,衬里为3RE60;2)塔顶第一台原油换热器管线为20号钢,其换热器管束为lCr18Ni9Ti;3)换热器—回流罐—空冷—水冷却器,其中管线均为20号钢:空冷器管束为10号钢,水冷器管束为ICr18Ni9Ti.常顶系统—1)常压塔塔顶材质:为不锈钢复合板,基层为20R,复层为321。2)塔顶材质:空冷气管线是不锈钢复合板卷管,基层为20号钢,复层为316L(无缝钢管为316L),其空冷器管束为10号钢。3)空冷器—水冷却器间管线为20号无缝钢管。水冷却器管束为ICr18Ni9Ti.减顶系统—1)减压塔顶材质为不锈钢复合板:基层为20R,复层为321。2)塔顶—一级抽空器间管线为不锈钢复合板卷管:基层为20号钢,复层为316L。—级抽空器—一级空冷器—二级空冷器—三级抽空器—三级空冷器—水冷却器管线为20号无缝钢管。空冷却器管束均为ICr18Ni9Ti.抽空器均为ICr18Ni9Ti.水冷却器管束为20号钢。
(2)高温部位选材:初馏塔塔底—基材为16MnR,衬里为ICr18Ni9Ti。常压塔塔底—基层为20R,复层为321,常二中Cr5M,常压过汽化油Cr5M,减二线OCr18Ni10Ti,减四线OCr18Ni9Ti,减压塔塔底—基层为20R,复层为316L。常压转油线—OCr18Ni10Ti。减压转油线—不锈钢复合板卷管:基层为20号钢,复层为316L(无缝钢管316L)。
从以上所用材料可以看出,该装置不仅常压塔和减压塔选用的是复合材料,而且发挥线也选用复合材料。这些材料经济耐用,不仅节约了资金而且达到了防腐的目的,一举两得。从经营的角度可以看出,设计防腐这一技术能够可行的关键,是所用材料经济而且耐用。只有这样,不但设备和管线腐蚀得到控制,为加工装置安全生产创造了有利条件,而且也为企业经济赢得利益。
2.施工防腐
这项技术的内涵,就是全过程监督和监测容易发生腐蚀部位的焊缝。大家知道,耐腐蚀是对炼油设备最基本的要求。不锈钢复合板就具备炼油所需要的足够的强度,较高的耐腐蚀性。而且,这种复合板价格低廉,因而越来越受到广泛的应用。常减压装置使用材料种类很多,不同种钢材有不同的焊接工艺。并对成千上万条焊缝从焊工管理,焊接工艺管理,焊条管理,焊接质量管理等环节进行全过程控制。
(1)不锈钢复合板的焊接,由于不锈钢复合板复层较薄,如果成形质量不好极易造成错边量和棱角度超标,对焊缝质量的影响很大。其危害有以下几点:
A)降低了焊缝的耐蚀性,B)减弱了焊缝接头的强度,C)在过渡层焊接时,由于错边量引起外形突变,将在焊接接头处形成局部高应力。加之线膨胀系数相差较大,加大了产生焊缝裂纹的可能性。D)由于棱角度较大,很容易使焊缝余高超标,造成明显的局部结构不连续,而在余高处引起很高的应力集中。从而使焊缝的疲劳寿命明显降低。
(2)相同壁厚管子、管件组对时,应使内壁平齐、错边量不应超过1mm。内壁平齐对增强焊缝的抗腐蚀性尤为重要。
(3)焊后首先对焊缝进行外观检查。焊缝应圆滑过渡,做到无溶渣、飞溅、裂纹、分层、过烧等缺陷。外观检查合格后,方能进行无损探伤检查。
(4)对管道焊缝有进行热处理要求的,应按热处理工艺进行。对有冷裂纹倾向的材料,焊后应及时热处理并进行100%的硬度检查。重要的特殊材料管道,在施工前应做好施工方案并严格按施工方案进行施工。
(5)焊缝拍片要求。焊缝拍片不合格时,应按不合格数量加倍探伤。如仍有不合格时,应对焊工施工的焊缝全部探伤。不合格焊缝的返修:碳钢同一部位的返修不得超过三次;合金钢和不锈钢同一部位的返修不得超过二次,对不合格焊缝,施工员要查明原因采取措施。
3.结论
设备管道的腐蚀,根本原因是由容纳介质引起的。了解介质所含的腐蚀性物质,是防腐蚀工作的基础。从原油的进厂,原油开罐进入装置,加工过程中的各馏份油,都有响应的定期和不定期检验分析。如原油含硫量、含盐量、含水量和酸值分析。塔顶及各侧线馏份油的酸度、硫含量和铁离子浓度分析,三塔顶凝水中铁离子浓度分析,加热炉燃料气组成及H2S含量分析。另外,开展专业参与的防腐蚀攻关,普及腐蚀与防腐蚀知识,解决装置存在的腐蚀问题。具体应开展以下工作:制定年度防腐攻关计划,成立防腐攻关小组,明确任务、目标和职责;制定车间干部和班组成员两级腐蚀与防腐蚀知识教育、培训计划、定期考核检验学习效果;装置指定专人负责防腐工作,随时收集腐蚀流数据;设备检修腐蚀物取样分析数据,腐蚀部位及时拍照,所有设备检修进行原因分析,及检修采取的措施记录,并对采取的措施有效性对比分析;定期召开防腐蚀攻关例会,对收集到腐蚀流数据进行整理分析,对新出现的腐蚀和重点腐蚀部位进行具体详细分析,跟踪调查、分析掌握腐蚀状况、摸清原因、制定防腐措施;制定和落实设备管道检验计划,容器挂片、定点检测和材级升级工作;制定和落实防腐新工艺,新材料的应用。