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[摘 要]考虑到柴油加氢装置在柴油生产过程中的重要意义,本文将论述的主题确定为柴油加氢装置的低温湿硫化氢腐蚀与防护情况。在本篇文章中,笔者首先就柴油加氢装置生产过程中,容易出现的低温湿硫化氢腐蚀类型进行了分析,接着便以上述类型产生的原因进行探索,并在此基础上,针对性提出了有助于缓解柴油加氢装置低温湿硫化氢腐蚀情况的防护策略,希望能够为行業相关人士提供有价值的信息。
[关键词]柴油加氢装置;低温湿硫化氢腐蚀;注射减缓蚀剂
中图分类号:TS566 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)32-0074-01
引言
随着我国石油产业的飞速发展,作为轻质石油产品的柴油在市场上开始具有广阔的发展前景,使得柴油加氢装置性能的稳定性成为了人们关注的焦点。在柴油的加氢过程中,通常会产生一系列的化学反应,同时排放出硫化氢等一系列具有高度腐蚀性的化学物质,使得柴油加氢装置在长期的生产过程中面临着被腐蚀的风险,一旦柴油加氢装置的生产性能下降,会影响柴油生产工艺的顺利进行。
一、浅析柴油加氢装置的低温湿硫化氢腐蚀类型
(一)反应产物及应力腐蚀
在石油化工生产中,加氢工艺能够对柴油产品进行精细化的制造与加工,促使柴油的加工深度得以提高,继而显著提高柴油的使用性能,保障机械的运行安全。柴油加氢装置产生腐蚀现象的原因大多来源于腐蚀介质,通常一种是高压氢,另一种则是在脱硫工艺当中,产生了大量硫化氢与氯化铵,这些介质对柴油加氢装置具有不同程度的腐蚀性。就像汽提塔、冷凝冷却系统,以及循环氢脱硫等系统的反应产物中,就会产生低温湿硫化氢腐蚀,或者是氯化物腐蚀应力开裂等情况,使得柴油加氢装置受到不同程度的腐蚀危害。而且,在加氢工艺的停工期间,柴油加氢装置中存在的连多硫酸等介质,会对加氢装置造成应力、腐蚀等影响,导致加氢装置出现开裂的情况,继而影响到柴油加氢装置的使用性能[1]。
(二)NH4CL-NH4HS结垢腐蚀
由于涉及到的柴油加工工艺具有较强的技术性要求,所以柴油加氢装置的系统结构相对比较复杂,一般来说,柴油加氢工艺流程中会应用到高压空冷器生产设备。在柴油的生产过程中,使用到的一些材料会逐渐变成会对装置产生腐蚀作用的介质,按理来说,使用频率较高的高压空冷器同样会受到腐蚀作用的影响。高压空冷器内部添加的物料NH4CL-NH4HS往往会出现结垢腐蚀的情况,随着物料腐蚀系数的不断增加,高压空冷器的结垢、腐蚀情况会更为严重,逐渐对柴油加氢装置的正常运行产生影响,严重时还会导致腐蚀情况危害为柴油加氢装置,考验着技术人员在柴油加工工艺流程中的防腐蚀操作水平。
(三)高温高压H2-H2S腐蚀
在柴油加工生产工艺流程中,柴油加工装置中的临氢设备以及管线,面临着高温高压H2-H2S腐蚀的风险,而且这种腐蚀情况通常较为普遍,主要存在于柴油加氢反应器、反应产物换热器或是对应的管线中。例如,中国石油天然气集团公司兰州石化公司,生产的柴油具有较高的硫含量,导致柴油加氢装置的低温湿硫化氢腐蚀情况较为严重,腐蚀反应多集中在H2S质量分数为5000-10000μg/g的加氢反应系统低温部分。随着高硫原油加工比例的提高,兰州石化公司原料中的硫含量随之不断增加,导致富含H2S物质的塔顶空冷器以及水冷器等设备,逐渐出现了严重的高温H2-H2S腐蚀现象[2]。
二、浅析柴油加氢装置的低温湿硫化氢腐蚀的防护策略
(一)湿硫化氢环境下需要慎重选择材料
在低温湿硫化氢腐蚀的环境下,对柴油加氢装置采取腐蚀防护措施,首先应当从生产材料的选择方面入手,严格按照H2S危害环境的程度进行选材。在低温湿硫化氢腐蚀环境下,若是氢原子集聚在钢中夹杂物,则可能引起氢鼓包、氢致腐蚀开裂、硫化物应力腐蚀开裂以及导向氢致开裂等情况。虽然目前国际上还没有严格的规范,但是在柴油加氢工艺中,最好将碳钢与合金钢的硬度控制在HRC22,对于经过热处理的奥氏体不锈钢,硬度也应当控制在HRC22,还要保证短时间内不经过冷作业,避免硫化物应力腐蚀开裂情况的出现,再加上双相不锈钢非常容易出现氢致腐蚀开裂情况,所以在选材方面要保持严格。
(二)使用注水技术控制低温湿硫化氢腐蚀
在柴油加氢工艺中,防护低温湿硫化氢腐蚀最主要的方式便是注水技术。注水技术通常是要向分馏塔顶端注水,利用水和缓蚀剂将原料杂质中的氯离子进行稀释,从而迅速降低柴油加氢装置低温部分的腐蚀速度。而且,向汽提塔中加入水,有助于和汽提塔蒸馏之后产生的硫化氢产生中和,降低硫化氢对柴油加氢装置的腐蚀作用。例如,某企业在生产柴油产品的时候,一直将重柴油和蜡油作为主要的生产原材料,随着原油生产次数的增多,使用了一年的柴油加氢装置便已经出现了严重地腐蚀现象,而且原材料的换热器中也产生了很多污垢,大大影响了柴油产品的生产质量。此后,该企业便选择了注水技术,重点减缓柴油加氢装置中低温部位的腐蚀速度,并且辅助使用循环氢脱硫装置,从而有效降低了柴油加氢装置中的硫化氢腐蚀情况,使得柴油的生产品质得到了显著的提高,带动了企业的经济效益[3]。
(三)注射减缓蚀剂控制低温湿硫化氢腐蚀
通过注入缓蚀剂的方式,来控制柴油加氢装置所经受的低温湿硫化氢腐蚀,是当前我国各大柴油加工企业广泛应用的技术。首先,在柴油加氢装置中,可以使用计量泵作为注入缓蚀剂的设备,向高压注水泵进行注射,以便利用计量泵的形成来控制缓蚀剂的注入量。在柴油产品的加工期,需要逐渐增加缓蚀剂的注入量,并且要注意将缓蚀剂的注入浓度保持在待处理量的30-40ppm,在向加氢装置的高压空冷设备注射缓蚀剂后,技术人员还要检测高分子含硫元素铁离子的浓度情况。在这一环节中,技术人员要确保铁离子的浓度在缓蚀剂注入之后能够出现下降,并且要检测铁离子的浓度能够符合国家规定要求,条件允许的话,还可以将没有注入缓蚀剂的柴油产品与注入缓蚀剂的柴油产品进行实验对比,重点考察柴油的质量是否出现了变化,以便确定缓蚀剂的注入能够有效防护低温湿硫化氢对于柴油加氢装置的腐蚀作用,并且在缓蚀剂注入之后,还要考察含硫元素的污水是否出现乳化现象,最终确定缓蚀剂的注入会否对柴油的生产质量产生影响。
(四)工艺防腐技术控制低温湿硫化氢腐蚀
在湿硫化氢环境中,企业的技术人员要注意使用工艺防腐技术,减缓硫化氢对柴油加氢装置的腐蚀作用。比如说,在柴油加氢装置停工期间,产生的连多硫酸应力腐蚀开裂现象,技术人员可以考虑使用氮气等惰性气体,对装置进行封闭处理,使得水汽无法被析出;对于高压空冷器产生的结垢腐蚀情况,技术人员可以对物料中H2S和NH3的浓度进行检测,以便了解物料的腐蚀系数,从而判断高压空冷器的结垢以及腐蚀情况,以便尽早使用注水或水溶性缓蚀剂等方式法缓解。
结束语
综上所述,柴油加氢装置在生产的过程中,时常面临着低温湿硫化氢腐蚀的风险。这种腐蚀现象出现之初可能不会产生明显的影响,但是随着腐蚀程度的加重,轻则可能会导致柴油加氢装置的生产效率开始下降,等到腐蚀再严重一些,很可能会导致柴油加氢整个工艺流程的停工,导致企业的生产效益受到损害。因此,本文重点阐述了柴油加氢装置低温湿硫化氢腐蚀的有效防护手段。
参考文献
[1] 庞洪强,王玮,苗海滨,等.柴油加氢装置工艺管线湿硫化氢腐蚀与防护[J].设备管理与维修,2016(4):96-97.
[2] 潘晓斐.加氢装置湿硫化氢腐蚀问题浅析[J].广州化工,2013,41(7):134-136.
[3] 王联社.加氢装置设备的腐蚀与防护[J].工程技术:文摘版,2016(6):297-298.
[关键词]柴油加氢装置;低温湿硫化氢腐蚀;注射减缓蚀剂
中图分类号:TS566 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)32-0074-01
引言
随着我国石油产业的飞速发展,作为轻质石油产品的柴油在市场上开始具有广阔的发展前景,使得柴油加氢装置性能的稳定性成为了人们关注的焦点。在柴油的加氢过程中,通常会产生一系列的化学反应,同时排放出硫化氢等一系列具有高度腐蚀性的化学物质,使得柴油加氢装置在长期的生产过程中面临着被腐蚀的风险,一旦柴油加氢装置的生产性能下降,会影响柴油生产工艺的顺利进行。
一、浅析柴油加氢装置的低温湿硫化氢腐蚀类型
(一)反应产物及应力腐蚀
在石油化工生产中,加氢工艺能够对柴油产品进行精细化的制造与加工,促使柴油的加工深度得以提高,继而显著提高柴油的使用性能,保障机械的运行安全。柴油加氢装置产生腐蚀现象的原因大多来源于腐蚀介质,通常一种是高压氢,另一种则是在脱硫工艺当中,产生了大量硫化氢与氯化铵,这些介质对柴油加氢装置具有不同程度的腐蚀性。就像汽提塔、冷凝冷却系统,以及循环氢脱硫等系统的反应产物中,就会产生低温湿硫化氢腐蚀,或者是氯化物腐蚀应力开裂等情况,使得柴油加氢装置受到不同程度的腐蚀危害。而且,在加氢工艺的停工期间,柴油加氢装置中存在的连多硫酸等介质,会对加氢装置造成应力、腐蚀等影响,导致加氢装置出现开裂的情况,继而影响到柴油加氢装置的使用性能[1]。
(二)NH4CL-NH4HS结垢腐蚀
由于涉及到的柴油加工工艺具有较强的技术性要求,所以柴油加氢装置的系统结构相对比较复杂,一般来说,柴油加氢工艺流程中会应用到高压空冷器生产设备。在柴油的生产过程中,使用到的一些材料会逐渐变成会对装置产生腐蚀作用的介质,按理来说,使用频率较高的高压空冷器同样会受到腐蚀作用的影响。高压空冷器内部添加的物料NH4CL-NH4HS往往会出现结垢腐蚀的情况,随着物料腐蚀系数的不断增加,高压空冷器的结垢、腐蚀情况会更为严重,逐渐对柴油加氢装置的正常运行产生影响,严重时还会导致腐蚀情况危害为柴油加氢装置,考验着技术人员在柴油加工工艺流程中的防腐蚀操作水平。
(三)高温高压H2-H2S腐蚀
在柴油加工生产工艺流程中,柴油加工装置中的临氢设备以及管线,面临着高温高压H2-H2S腐蚀的风险,而且这种腐蚀情况通常较为普遍,主要存在于柴油加氢反应器、反应产物换热器或是对应的管线中。例如,中国石油天然气集团公司兰州石化公司,生产的柴油具有较高的硫含量,导致柴油加氢装置的低温湿硫化氢腐蚀情况较为严重,腐蚀反应多集中在H2S质量分数为5000-10000μg/g的加氢反应系统低温部分。随着高硫原油加工比例的提高,兰州石化公司原料中的硫含量随之不断增加,导致富含H2S物质的塔顶空冷器以及水冷器等设备,逐渐出现了严重的高温H2-H2S腐蚀现象[2]。
二、浅析柴油加氢装置的低温湿硫化氢腐蚀的防护策略
(一)湿硫化氢环境下需要慎重选择材料
在低温湿硫化氢腐蚀的环境下,对柴油加氢装置采取腐蚀防护措施,首先应当从生产材料的选择方面入手,严格按照H2S危害环境的程度进行选材。在低温湿硫化氢腐蚀环境下,若是氢原子集聚在钢中夹杂物,则可能引起氢鼓包、氢致腐蚀开裂、硫化物应力腐蚀开裂以及导向氢致开裂等情况。虽然目前国际上还没有严格的规范,但是在柴油加氢工艺中,最好将碳钢与合金钢的硬度控制在HRC22,对于经过热处理的奥氏体不锈钢,硬度也应当控制在HRC22,还要保证短时间内不经过冷作业,避免硫化物应力腐蚀开裂情况的出现,再加上双相不锈钢非常容易出现氢致腐蚀开裂情况,所以在选材方面要保持严格。
(二)使用注水技术控制低温湿硫化氢腐蚀
在柴油加氢工艺中,防护低温湿硫化氢腐蚀最主要的方式便是注水技术。注水技术通常是要向分馏塔顶端注水,利用水和缓蚀剂将原料杂质中的氯离子进行稀释,从而迅速降低柴油加氢装置低温部分的腐蚀速度。而且,向汽提塔中加入水,有助于和汽提塔蒸馏之后产生的硫化氢产生中和,降低硫化氢对柴油加氢装置的腐蚀作用。例如,某企业在生产柴油产品的时候,一直将重柴油和蜡油作为主要的生产原材料,随着原油生产次数的增多,使用了一年的柴油加氢装置便已经出现了严重地腐蚀现象,而且原材料的换热器中也产生了很多污垢,大大影响了柴油产品的生产质量。此后,该企业便选择了注水技术,重点减缓柴油加氢装置中低温部位的腐蚀速度,并且辅助使用循环氢脱硫装置,从而有效降低了柴油加氢装置中的硫化氢腐蚀情况,使得柴油的生产品质得到了显著的提高,带动了企业的经济效益[3]。
(三)注射减缓蚀剂控制低温湿硫化氢腐蚀
通过注入缓蚀剂的方式,来控制柴油加氢装置所经受的低温湿硫化氢腐蚀,是当前我国各大柴油加工企业广泛应用的技术。首先,在柴油加氢装置中,可以使用计量泵作为注入缓蚀剂的设备,向高压注水泵进行注射,以便利用计量泵的形成来控制缓蚀剂的注入量。在柴油产品的加工期,需要逐渐增加缓蚀剂的注入量,并且要注意将缓蚀剂的注入浓度保持在待处理量的30-40ppm,在向加氢装置的高压空冷设备注射缓蚀剂后,技术人员还要检测高分子含硫元素铁离子的浓度情况。在这一环节中,技术人员要确保铁离子的浓度在缓蚀剂注入之后能够出现下降,并且要检测铁离子的浓度能够符合国家规定要求,条件允许的话,还可以将没有注入缓蚀剂的柴油产品与注入缓蚀剂的柴油产品进行实验对比,重点考察柴油的质量是否出现了变化,以便确定缓蚀剂的注入能够有效防护低温湿硫化氢对于柴油加氢装置的腐蚀作用,并且在缓蚀剂注入之后,还要考察含硫元素的污水是否出现乳化现象,最终确定缓蚀剂的注入会否对柴油的生产质量产生影响。
(四)工艺防腐技术控制低温湿硫化氢腐蚀
在湿硫化氢环境中,企业的技术人员要注意使用工艺防腐技术,减缓硫化氢对柴油加氢装置的腐蚀作用。比如说,在柴油加氢装置停工期间,产生的连多硫酸应力腐蚀开裂现象,技术人员可以考虑使用氮气等惰性气体,对装置进行封闭处理,使得水汽无法被析出;对于高压空冷器产生的结垢腐蚀情况,技术人员可以对物料中H2S和NH3的浓度进行检测,以便了解物料的腐蚀系数,从而判断高压空冷器的结垢以及腐蚀情况,以便尽早使用注水或水溶性缓蚀剂等方式法缓解。
结束语
综上所述,柴油加氢装置在生产的过程中,时常面临着低温湿硫化氢腐蚀的风险。这种腐蚀现象出现之初可能不会产生明显的影响,但是随着腐蚀程度的加重,轻则可能会导致柴油加氢装置的生产效率开始下降,等到腐蚀再严重一些,很可能会导致柴油加氢整个工艺流程的停工,导致企业的生产效益受到损害。因此,本文重点阐述了柴油加氢装置低温湿硫化氢腐蚀的有效防护手段。
参考文献
[1] 庞洪强,王玮,苗海滨,等.柴油加氢装置工艺管线湿硫化氢腐蚀与防护[J].设备管理与维修,2016(4):96-97.
[2] 潘晓斐.加氢装置湿硫化氢腐蚀问题浅析[J].广州化工,2013,41(7):134-136.
[3] 王联社.加氢装置设备的腐蚀与防护[J].工程技术:文摘版,2016(6):297-298.