酸性水汽提装置的腐蚀与防护
酸性水汽提换热器管束腐蚀失效分析及预防措施

酸性水汽提换热器管束腐蚀失效分析及预防措施酸性水汽提换热器是化工设备中常见的一种热交换器。
它在化工生产过程中扮演着重要的角色,但在长期使用中,由于酸性环境的侵蚀和其他因素的影响,会导致管束腐蚀失效。
本文将就酸性水汽提换热器管束腐蚀失效的原因进行分析,并提出一些预防措施。
酸性水汽提换热器管束腐蚀失效的原因主要有以下几方面:1. 酸性介质侵蚀:酸性介质对金属材料有很强的侵蚀性,会导致金属表面生成腐蚀产物,并逐渐腐蚀金属管束,最终导致管束失效。
2. 水汽侵蚀:在酸性水汽条件下,水汽的流动会对管束表面产生冲刷作用,加速管束的腐蚀。
水汽中的酸性物质也会直接侵蚀管束。
3. 温度和压力:酸性介质在高温和高压的条件下对金属材料的侵蚀更加剧烈,会导致管束腐蚀失效。
1. 材料选择:选择具有较强耐酸性的材料,如不锈钢、钛合金等。
这些材料具有较高的耐腐蚀性,能够在酸性环境下长期使用。
2. 保护层涂覆:在金属管束表面涂覆一层耐酸性涂层,形成一道物理屏障,防止酸性介质直接接触到金属表面,起到保护的作用。
3. 温度控制:控制酸性水汽提换热器的工作温度,避免过高的温度对金属材料的侵蚀。
可以通过调整工作温度、增加冷却水量等方法实现温度控制。
4. 清洗和维护:定期对酸性水汽提换热器进行清洗和维护,清除管束表面的腐蚀产物,保持管束的光洁度。
可以采用酸性溶液清洗、超声波清洗等方法。
5. 检测和监控:定期对酸性水汽提换热器进行检测和监控,检查管束的腐蚀情况。
可以采用无损检测技术、电化学腐蚀监测等方法,及时发现问题并采取措施。
预防酸性水汽提换热器管束腐蚀失效需要多方面的措施综合应用。
通过合适的材料选择、保护层涂覆、温度控制、清洗和维护以及检测和监控等手段,可以防止管束腐蚀失效,延长设备的使用寿命,确保生产的安全和稳定。
酸性水汽提换热器管束腐蚀失效分析及预防措施

酸性水汽提换热器管束腐蚀失效分析及预防措施酸性水汽提换热器是一种广泛应用于工业生产中的热交换设备,主要用于将酸性水蒸汽的热量传递给工艺流体。
由于酸性水蒸汽的特殊性质,长期的使用可能导致管束腐蚀失效。
本文将对酸性水汽提换热器管束腐蚀失效进行分析,并提出预防措施。
一、酸性水汽提换热器管束腐蚀失效原因分析:1. 酸性水汽的腐蚀性:酸性水汽中含有一定的酸性物质,如二氧化碳等,这些物质可以与金属产生化学反应,造成管束腐蚀。
酸性水汽中还可能存在一些杂质,如颗粒物、氯化物等,这些杂质会加速管束腐蚀的发生。
2. 温度和压力的影响:高温和高压条件下,酸性水汽中的腐蚀性会变得更加严重,这会加速管束的腐蚀失效。
3. 氧化和还原反应:酸性水汽中的氧化和还原反应也是导致管束腐蚀的重要原因。
在一定的温度和压力条件下,金属与水汽中的氧气发生氧化反应,导致金属表面腐蚀。
二、酸性水汽提换热器管束腐蚀失效的预防措施:1. 材料选择:选择耐酸性腐蚀的材料作为管束的主要构造材料,如不锈钢、镍合金等,可以有效防止腐蚀失效的发生。
2. 表面处理:在管束的表面进行特殊处理,如喷涂涂层、表面硬化等,可以增强管束的抗腐蚀性能。
3. 控制水汽成分:合理控制酸性水汽中的杂质含量,特别是颗粒物和氯化物等有害物质的含量,可以降低管束的腐蚀速度。
4. 温度和压力控制:严格控制酸性水汽的温度和压力,避免超过管束材料的耐受能力,减少腐蚀失效的发生。
5. 定期检查和维护:定期对酸性水汽提换热器进行检查和维护,及时清理管束和防止管束受损,可以延长使用寿命并减少腐蚀失效的发生。
酸性水汽提换热器管束腐蚀失效是一个复杂的问题,需要综合考虑材料选择、表面处理、水汽成分控制、温度和压力控制以及定期检查和维护等多个方面的因素。
通过合理的预防措施,可以有效降低腐蚀失效的风险,提高设备的使用寿命。
酸性水汽提装置氨汽提塔再沸器腐蚀原因及应对措施

2018年08月酸性水汽提装置氨汽提塔再沸器腐蚀原因及应对措施白知成刘畅(中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司炼油厂,辽宁辽阳111003)摘要:酸性水汽提装置是一种污水净化装置,其原料主要是含氨、含硫污水,对污水进行除油、脱气处理,然后进行加热汽提,将污水中的游离氨、硫化氢去除,达到净化水质的目的。
由于处理原料的特殊性,导致酸性水汽提装置深受腐蚀问题的困扰,氨汽提塔再沸器便是装置中比较容易出现腐蚀问题的一个部分。
文章主要对酸性水汽提装置氨汽提塔再沸器腐蚀原因进行了分析,并提出了应对措施,以供参考借鉴。
关键词:酸性水汽提装置;氨汽提塔再沸器;腐蚀;防腐酸性水汽提装置对污水进行净化后,一部分净化水被回收利用,另一部分输送给污水处理厂进行处理,水质合格后排放。
由此可以看出,酸性水汽提装置是一种环保装置,具有节约水资源、减少环境污染的作用。
在资源短缺问题、环境污染问题日益加剧的背景下,酸性水汽提装置得到了越来越多的重视与研究。
1概况某炼油厂的酸性水汽提装置,污水处理效率为每小时200吨,工艺为双塔加压汽提,主要由原料预处理系统、硫化氢汽提系统、氨汽提系统、氨精制系统、生产液氨系统组成。
有氨汽提塔、硫化氢汽提塔两个分离设备,因此,有氨汽提塔再沸器、硫化氢汽提塔再沸器。
酸性水汽提装置运行过程中发现,硫化氢汽提塔再沸器从未出现内漏,运行良好。
而氨汽提塔再沸器多次发现内漏,运行效果较差,检查维修发现,其原因在于换热管束发生堵塞,导致管束出现腐蚀,进而造成内漏。
2酸性水汽提装置氨汽提塔再沸器腐蚀原因分析2.1介质中含有腐蚀性组分对于本酸性水汽提装置的氨汽提塔再沸器来说,管程介质主要是经过净化后的水,其主要组分为SO 3-、CL -、NH 4+以及微量NH 3、H 2S 。
经过检查发现,介质中的硫酸盐沉积物是导致换热管束发生堵塞的主要原因。
对结垢物进行取样化验分析,氨汽提塔再沸器换热管束中的堵塞物中,SO 3-含量为每升229.05毫克,CL -含量为每升1495.26毫克。
酸性水汽提换热器管束腐蚀失效分析及预防措施

酸性水汽提换热器管束腐蚀失效分析及预防措施酸性水汽提换热器是化工、石油、电力等领域常见的设备之一,常常用于加热或冷却腐蚀性介质,如酸性水蒸气、酸性溶液等。
在长时间的使用过程中,其管束会发生腐蚀失效,导致设备性能下降或失效。
本文将介绍酸性水汽提换热器管束腐蚀失效的分析及预防措施。
1. 腐蚀机理(1)酸性腐蚀在腐蚀性介质中,金属表面的氧化物被酸性介质中的离子还原成金属离子,并与酸性介质中的氧化物结合生成相应的盐类,通常为氢氧化物盐或氯化物盐。
这种腐蚀会逐渐腐蚀金属器件表面,导致管束失效。
(2)微生物腐蚀在水质较差的环境中,微生物可生长繁殖,而某些微生物在生长过程中会产生一些酶、有机酸等物质,使得环境形成了酸性体系,这些物质可对金属表面进行腐蚀。
此外,一些微生物会在金属表面形成特殊结构的腐蚀区,这些结构对金属表面进行了更强的腐蚀作用,导致管束失效。
2. 影响因素酸性水汽提换热器管束腐蚀失效的影响因素主要有以下几个方面:(1)介质性质:介质的PH值、温度、含盐量、氧含量等。
(2)金属材质:金属的种类、表面处理方式、属于的材质族等。
(3)使用条件:使用时间、流速、流动状态、管束结构等。
1. 选择合适的金属材质在选择金属材质时,应根据介质的性质和设备使用条件选择合适的材质。
对于强腐蚀性介质,应选择能够耐受高温、高压和强酸碱的材质,如不锈钢、钛合金等。
此外,还可以考虑通过金属镀层或合金化处理等措施,提高金属的耐腐蚀性能。
2. 加强防护措施为了减轻管束的腐蚀,可以在金属表面覆盖一层抗腐蚀涂层,如橡胶、陶瓷、玻璃等。
此外,还可以在介质中加入缓蚀剂或加强水处理系统的运行和维护,保证水质的良好。
3. 设计合理的管束结构在设计管束结构时,应尽量减少管道的拐角,避免死角的出现,提高管束的清洗效率。
此外,还应添加防腐蚀装置,如阴极保护、降低水质pH值等。
4. 定期检测和维护管束为了保证酸性水汽提换热器的正常运行,应定期检查管束的状态,如管道的腐蚀、管内结垢等情况。
酸性水汽提装置的腐蚀及防护

酸性水汽提装置的腐蚀与防护炼油厂各工艺装置排出的酸性水不经处理直接排放造成环境污染,随着环保要求的提高,必须妥善治理炼油厂含硫污水,并从中回收硫化氢和氨等资源。
含硫污水汽提装置的目的是从工艺装置排出的污水去掉污染物如H2S、NH3、CO、CO2以及CN-等,同时脱除污水中的瓦斯、油类,使排放污水净化,到达环保规定的排放标准。
处理含H2S、NH3为主的酸性水有空气氧化法,催化空气氧化法,离子交换法,蒸汽汽提法等。
国内采用最广泛的是蒸汽汽提的单、双塔汽提工艺。
单塔汽提工艺分为单塔常压汽提和单塔加压汽提工艺。
单塔常压汽提是将来自进料缓冲罐的酸性水,在塔底换热器换热后,送入塔的上部,在塔内借助塔底重沸器和蒸汽两者共同的热量,将污染介质汽提出来,净化水那么从塔底排放。
含污染介质的塔顶蒸汽和水蒸汽被冷凝后送到塔顶回流罐,在回流罐中将液体、气体别离。
酸性水再循环到汽提塔。
含有H2S、NH3的气体送到硫磺回收装置或燃烧。
单塔常压汽提不能分别回收H2S、NH3,但工艺设备简单,操作灵活,腐蚀轻微。
单塔加压汽提工艺设备简单,可以分别回收H2S、NH3,但操作不宜控制,另外,汽提塔上部和侧线冷凝器,由于存在生成NH4HS的化学反响,使设备腐蚀严重。
双塔汽提装置可以分别回收H2S、NH3和净化水。
双塔汽提工艺又分为先进脱H2S塔的汽提工艺和先进脱NH3塔的汽提工艺。
先进脱NH3塔的汽提工艺是自进料缓冲罐的酸性水与塔底换热器换热后进脱NH3汽提塔。
进料口上部有NH3汽提塔塔顶回流和H2S汽提塔塔底水回流进口,塔底设有重沸器,用过热蒸汽汽提。
塔顶出来的含有大量H2S、NH3的水汽,先经空冷和水冷后进入气液别离罐,别离出的浓氨气作为氨吸收塔的进料,用以制取稀氨水。
别离出的含硫浓氨水,一局部作为NH3汽提塔的塔顶回流,另一局部作为H2S汽提塔的进料。
H2S汽提塔顶引入冷净化水,塔底设有重沸器,用过热蒸汽汽提。
塔底水引入NH3汽提塔上部作为进料,塔顶H2S气体去硫磺回收装置。
酸性水汽提装置的结垢与腐蚀分析

2017年08月酸性水汽提装置的结垢与腐蚀分析张利萍黑大伟(陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司,陕西神木719319)摘要:本文通过对石化公司酸性水汽提装置在检修期间的深入调查,针对垢样分析结果、腐蚀形貌以及测厚数据,掌握了酸性水汽提装置设备结垢与腐蚀的主要原因。
进而根据结垢原因和腐蚀机理,从工艺、设备和管理等角度提出针对性的装置防垢、防腐策略及途径,以确保酸性水汽提装置在生产中能够实现效率、稳定和安全运行,同时降低设备故障生成率和维修成本。
关键词:酸性水汽提装置;结垢;腐蚀;原因酸性水汽提装置是石化公司含硫污水处理的核心设备,随着社会对环保的日益重视,污水处理排放为了确保实现标准化和规范化的目标,酸性水汽提装置所发挥的功效极为关键。
一方面,汽提装置可以有效清除酸性污染物质,并对酚、氰化物和烃类等物质的去除效果也十分明显。
另一方面,汽提装置可以对污水进行净化处理,提高了水资源的利用,可以实现企业节能减排的目标。
然而实践证实,酸性水汽提装置由于各方面原因导致,造成了设备发生结垢和腐蚀的现象十分严重,这不仅对设备维护、维修产生了巨大成本影响,而且也不利于污水处理的安全性和平稳性。
因此,如何降低酸性水汽提装置的结垢与腐蚀危害,成为了石化企业亟待解决的共同问题。
而本文通过对酸性水汽提装置结垢、腐蚀形成的具体原因进行分析,进而提出相应的防垢、防腐建议。
1对酸性水汽提装置结垢原因的分析通过对酸性水及垢样进行化验分析得知,垢样成分以碳酸盐中碳酸钙和碳酸镁为主。
这说明酸性水汽提装置结垢的原因与碳酸盐含量过高有直接关联。
首先,对上游装置中常压塔顶和减压塔顶的酸性水进行化验,发现常压塔顶酸性水中钙离子和镁离子含量很高,而减压塔顶酸性水钙离子和镁离子含量也远高于平均值。
其次,在其它装置酸性水的抽样化验中,钙镁离子的含量十分低。
以上说明在煤焦油电脱盐处理加工过程中,钙镁离子并没有完全脱除,进而进入酸性污水中,大量的钙镁离子在酸性环境下生成重碳酸盐,并且状态十分稳定。
酸性水汽提换热器管束腐蚀失效分析及预防措施

酸性水汽提换热器管束腐蚀失效分析及预防措施酸性水汽是工业设备中常见的有害气体之一,在许多工业生产过程中都不能避免地产生。
它具有强酸性、腐蚀性极强的特点,对设备的材料和系统的运行状况都会带来不良的影响。
酸性水汽对于热交换器来说尤为危险,它会导致热交换器材料的腐蚀失效,破坏设备性能,甚至引发严重的安全事故。
因此,如何有效预防和应对酸性水汽对热交换器的腐蚀失效,是一个必须高度重视的问题。
一、酸性水汽对热交换器的腐蚀失效原因1、酸性水汽的腐蚀作用酸性水汽的腐蚀作用是以腐蚀速率为主要特征的,主要与水汽对金属的直接反应有关。
在酸性水汽的存在下,金属表面因得到低氧化物的存在,不但表面出现了薄的氧化层,并且使原来属于充分空气处于原始态的表面金属得到了氧化,生成了相应的氧化层,产生了电化学极化。
热交换器的管束是酸性水汽腐蚀的一个关键部位,其腐蚀主要表现为管束表面锈蚀、穿孔和缩小等情况。
这主要是由于酸性水汽中的氢离子和氯离子具有极强的腐蚀性,易于直接作用于热交换器管道表面,导致热交换器管道快速腐蚀失效。
1、热交换器的材料选择应根据工作条件实际情况,选择耐腐蚀性好、抗酸性水汽能力强的材料,如钛、不锈钢、合金钢等。
在选择热交换器材料时还应考虑到其低温韧性、耐加工性等一系列性能指标。
2、使用降酸剂在热交换器中添加降酸剂,可有效降低酸性水汽中的酸度,减少其对热交换器的腐蚀作用。
其中,一种常用的降酸剂是碳酸钠,可将水中的氢离子中和成水和碳酸根离子,从而达到降低酸度的效果。
3、防止凝结水积聚在使用热交换器时,应采取措施避免凝结水在管束内积聚。
一方面可以通过调节热交换器进出水温度的差值控制凝结水的产生量,另一方面可以通过增加管束数量、改善管束结构和优化水流动方式等措施减少凝结水的积聚。
4、热交换器的维护保养定期对热交换器进行维护保养,将其保持清洁,移除管束中的杂质和污垢,是预防酸性水汽对热交换器腐蚀失效的重要措施。
此外,还应避免热交换器在长时间不运行的情况下过度腐蚀,因此需要定期运行热交换器,以保证其正常的工作状态。
制氢装置酸性水汽提塔腐蚀与处理措施

2019年第36卷第4期 石油化工腐蚀与防护CORROS丨ON &PROTECTIOIN丨N PETROCHEMICAL INDUSTRY专 论引用格式:黄身旺.制氢装置酸性水汽提塔腐蚀与处理措施[J].石油化工腐蚀与防护,2019,36(4) :33-35. HUANG Shenwang. Corrosion Case Analysis and Solution of Acid Water Stripper in Hydrogen Production Unit[J]. Corrosion &Protection in Petrochemical Industry, 2019,36(4) :33-35.制氢装置酸性水汽提塔腐蚀与处理措施黄身旺(福建福海创石油化工有限公司,福建漳州363216)摘要:某公司制氢装置的一台酸性水汽提塔,投用一年后检查发现设备接管腐蚀穿孔,在两股中变气的入口下方塔壁呈流涕状的腐蚀凹槽,局部减薄严重。
分析认为:该塔内部介质为蒸汽、水和二氧化碳的混合物料,局部冷凝后会形成碳酸,发生二氧化碳腐蚀,对碳钢类设备具有极强的腐蚀性。
300系列奥氏体不锈钢耐C02腐蚀,其在常温氧化环境中容易钝化,使表面产生一层以氧化铬(Cr203)为主,保护性很强的薄膜,耐腐蚀性能良好。
因此,将该塔材质升级为300系列的不锈钢(或复合板)材质。
关键词:制氢;酸性水汽提塔;二氧化碳腐蚀;材质升级4 x 104m3/h的制氢装置,使用重整氢PSA 脱附气为主原料,轻石脑油或碳五为辅原料,具备 同时使用这两种原料。
采用烃类/水蒸气转化和 中温变换制氢技术,以较低水碳比、较低的能耗和 原料消耗生产所需要的工业氢气。
装置有一台中 变气的尾气处理设备,材质为Q345R。
在运行大 约一年时间后,发现该酸性水汽提塔的某接管腐 蚀穿孔泄漏,内壁腐蚀严重。
1工艺流程介绍酸性水汽提工艺流程如图1所示。
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酸性水汽提装置的腐蚀与防护炼油厂各工艺装置排出的酸性水不经处理直接排放造成环境污染,随着环保要求的提高,必须妥善治理炼油厂含硫污水,并从中回收硫化氢和氨等资源。
含硫污水汽提装置的目的是从工艺装置排出的污水去掉污染物如H2S、NH3、CO、CO2以及CN-等,同时脱除污水中的瓦斯、油类,使排放污水净化,达到环保规定的排放标准。
处理含H2S、NH3为主的酸性水有空气氧化法,催化空气氧化法,离子交换法,蒸汽汽提法等。
国内采用最广泛的是蒸汽汽提的单、双塔汽提工艺。
单塔汽提工艺分为单塔常压汽提和单塔加压汽提工艺。
单塔常压汽提是将来自进料缓冲罐的酸性水,在塔底换热器换热后,送入塔的上部,在塔内借助塔底重沸器和蒸汽两者共同的热量,将污染介质汽提出来,净化水则从塔底排放。
含污染介质的塔顶蒸汽和水蒸汽被冷凝后送到塔顶回流罐,在回流罐中将液体、气体分离。
酸性水再循环到汽提塔。
含有H2S、NH3的气体送到硫磺回收装置或焚烧。
单塔常压汽提不能分别回收H2S、NH3,但工艺设备简单,操作灵活,腐蚀轻微。
单塔加压汽提工艺设备简单,可以分别回收H2S、NH3,但操作不宜控制,另外,汽提塔上部和侧线冷凝器,由于存在生成NH4HS的化学反应,使设备腐蚀严重。
双塔汽提装置可以分别回收H2S、NH3和净化水。
双塔汽提工艺又分为先进脱H2S塔的汽提工艺和先进脱NH3塔的汽提工艺。
先进脱NH3塔的汽提工艺是自进料缓冲罐的酸性水与塔底换热器换热后进脱NH3汽提塔。
进料口上部有NH3汽提塔塔顶回流和H2S汽提塔塔底水回流进口,塔底设有重沸器,用过热蒸汽汽提。
塔顶出来的含有大量H2S、NH3的水汽,先经空冷和水冷后进入气液分离罐,分离出的浓氨气作为氨吸收塔的进料,用以制取稀氨水。
分离出的含硫浓氨水,一部分作为NH3汽提塔的塔顶回流,另一部分作为H2S汽提塔的进料。
H2S汽提塔顶引入冷净化水,塔底设有重沸器,用过热蒸汽汽提。
塔底水引入NH3汽提塔上部作为进料,塔顶H2S气体去硫磺回收装置。
先进脱H2S塔的汽提工艺是自进料缓冲罐的酸性水与塔底换热器换热后进入脱H2S汽提塔上部,在塔内借助塔底重沸器汽提,分离出80%左右的H2S。
通常将塔顶纯度很高的H2S送到硫磺回收装置,脱H2S后的塔底水送到H2S/NH3汽提塔。
在H2S/NH3汽提塔中,所有的NH3和剩余的H2S都被汽提出来,塔顶的富NH3酸性气送至硫磺回收装置特殊喷嘴燃烧,或经一级冷凝分离后制作稀氨水。
11.1 腐蚀类型进酸性水汽提装置的酸性水中一般含有H2S、NH3、CO、CO2、CN-、硫醇、酚类、有机酸、无机盐、游离和溶解的油类,腐蚀性介质主要是H2S、NH3、CO2以及CN-等,以及它们之间反应生成的盐类。
酸性水汽提装置的腐蚀遍及整个装置,主要部位是塔顶和回流系统。
由于酸性水是一种单溶质挥发性的弱电解质溶液,其腐蚀性随化学组成而变化。
不同类型的酸性水汽提装置由于其化学组成和操作条件不同,其腐蚀程度相差很大。
腐蚀特征是:1) 设备和管线的均匀减薄或局部腐蚀穿孔;2) 酸性水中的H2S以及CN-等引起的应力腐蚀开裂或氢鼓泡。
酸性水汽提装置由于各种不同的原因,可能在不同部位生成NH4HS、NH4HCO3或氨基甲酸氨,NH4HS等盐类结晶引起堵塞管道。
一般塔顶部位的堵塞是由于NH4HS等盐类、多硫化物以及腐蚀产物的沉积造成的。
塔底的堵塞是由于碳酸盐的沉积造成的,特别是酸性水和脱盐水、或者钙、镁含量高的新鲜水混合时容易产生。
另外,当脱H2S汽提塔塔顶温度过低(低于19℃),H2S和水生成H2S-6H2O,容易堵塞管道。
H2S水溶液在CN-以及CO2等存在下造成腐蚀加重。
H2S和NH3反应生成NH4HS,依然是腐蚀性很强的介质,当NH4HS浓度高,流体流速也高时,即使较为耐蚀的材料也会发生高的腐蚀速率,因此一般流速限制在10m/s以下。
11.2 工艺防腐措施为防止腐蚀和腐蚀产物堵塞管道,开工时装置的设备和工艺管线推荐用蒸汽、氮气或工业水置换设备内的空气。
停工时,用工业水切换原料污水并冲洗设备和管线。
注意水不能窜入酸性气线和放火炬线。
停工时不宜采用压缩空气吹扫设备,以免产生腐蚀。
H2S汽提塔压力超高时,不宜切断重沸器汽源,宜缓慢降低蒸汽量,并紧急放空以避免上下压差过大造成塔内构件弯曲或损坏,同时避免重沸器过热。
塔顶和塔顶管线应有保温措施,并同时对管线伴热,以防止气相冷凝物的腐蚀。
塔体接管和人孔等处也应保温,防止气体在无保温处冷凝,产生腐蚀。
为防止塔顶冷凝液的积聚而产生腐蚀,可在适当部位设置冷凝液排出口。
酸性水进料线和回流循环线的进料速度宜控制在0.9-1.8m/s,减少管线的腐蚀。
如果在H2S/NH3汽提塔塔顶冷凝器使用铝管束,则物流速度应限制在12.2m/s以内,防止由于雾沫夹带或冷凝产生的液滴冲击铝管。
适当降低酸性水汽提塔的汽提深度,使H2S气体中NH3的浓度降低,可减少NH4HS、NH4HCO3或氨基甲酸氨造成的腐蚀。
为监测设备腐蚀和氢渗透鼓包情况,宜在塔顶冷凝器入口、出口,塔顶塔盘的液相区和气相区以及回流罐的液相区和气相区安装腐蚀探针和氢探针。
为防止NH4HS、NH4HCO3或氨基甲酸氨结晶引起的堵塞和腐蚀,可采用间断注水或用蒸汽加热的措施去除结晶物。
注水应在确认冷凝器因堵塞引起压降增加时才能进行。
汽提塔、容器等应有保温措施,不能剧烈降温,以免其它部位产生盐类结晶。
NH3汽提塔塔顶温度应大于82℃,以防止冷凝物腐蚀和NH4HS结晶堵塞。
H2S/NH3汽提塔液控阀、压控阀应该加保温和伴热,防止结晶堵塞。
为防止高浓度的NH4HS等结晶堵塞仪表测量引线,H2S/NH3汽提塔塔底液位变送器、玻璃板液面计、NH3汽提塔塔顶流量计等,应注入冲洗水。
提高H2S/NH3汽提塔压力,降低塔顶温度(不低于出现堵塞温度),使NH3在水中的溶解度提高,可以减少或消除塔顶H2S 管线的结晶物。
四环烷酸腐蚀研究进展环烷酸详细的腐蚀机理至今还无法定论,对其较为流行的认识有下述两种说法:(1)环烷酸与铁反应生成环烷酸铁:2RCOO- + Fe2+→Fe(OOCR)2环烷酸铁溶于油中并脱离金属表面,从而暴露出金属裸面。
溶剂蒸发后的环烷酸铁残渣虽不具有腐蚀性,但遇到H2S后会进一步反应生成硫化亚铁和环烷酸:Fe(OOCR)2 + H2S →FeS + 2 RCOOH生成的硫化亚铁覆盖在钢铁表面形成保护膜。
这层膜不能完全阻止环烷酸与铁作用,但它的存在显然减缓了环烷酸的腐蚀,而释放的环烷酸又引起下游腐蚀,如此循环。
(2)硫化物与铁反应生成硫化亚铁:S2- + Fe2+→FeS硫化亚铁再与环烷酸反应生成环烷酸铁和硫化氢:2RCOOH + FeS →Fe(OOCR)2 + H2S环烷酸铁破坏了硫化亚铁保护膜,引起了设备的腐蚀。
从这两种解释不难看出,上述几种反应在一定的条件下是可逆的。
原油中腐蚀的两大症结是硫化物和环烷酸,它们在原油中的作用不尽相同,正是这两种物质的相互作用和相互制约、促进,使腐蚀问题变得错综复杂。
不同的原油中含有不同类别的硫化物(活性的和非活性的),它们的含量和存在形式既能抑制又能加速环烷酸与铁的作用,从而导致硫化物既可增强又可降低含酸原油的腐蚀性。
预测环烷酸腐蚀的实验方法有以下几种:TAN法:原油中酸值的测定是采用传统的KOH中和法,其结果以中和1克原油所需要的KOH毫克数来表示,称之为TAN。
一般认为当原油的TAN>0.5mgKOH/g时,就存在环烷酸腐蚀。
但试验表明,在一定的温度范围内,环烷酸含量和TAN间并无确定的关系,同时也说明环烷酸腐蚀与TAN间无确定的关系。
腐蚀酸度(CAN)法:试验得知,随着馏分沸点的增加酸含量增加,但酸度却下降,说明低分子量的环烷酸活性较高。
Craig 提出了腐蚀酸度(以下简称CAN)的概念,即将实验过程中试样钢片的失重换算为相当于消耗了多少酸值的环烷酸来表示。
CAN与TAN有相同的单位,求出每次实验后CAN与TAN的比值,就可以预测该油品的腐蚀性。
原子轰击质谱(FAB-MS)法:是将分离出的环烷酸做相对分子质量的分布实验。
这种方法主要是对来自世界各地的原油进行特征分析,应用这种技术来预测腐蚀的研究工作一直在进行当中,目前尚未见到有实质性的进展。
壁剪切应力法:流速在环烷酸腐蚀中是一个很关键的因素。
在某一温度,某种材料在原油中的腐蚀速率与流速的关系中,似乎存在一临界流速,但至今尚不清楚其绝对值是多少。
从实际经验中得出:凡是有阻碍流体流动从而引起流速发生变化的地方,如弯头、泵壳、热电偶套管插入处等,环烷酸的腐蚀就特别严重。
虽然流速是影响环烷酸腐蚀的主要参数,但由于直接用流速缺乏预测腐蚀的表达方式,所以使用与流速参数相关的雷诺数和壁剪切应力显得更为准确。
因为它们包含了管路中液体的密度、粘度、气化程度和管径。
二者计算公式如下:Re=DρV/μ式中:Re=雷诺数;D=管径,m;ρ=流体密度,Kg/m3;V=流体流速,m/s;μ=动力粘度,kg/m·s。
得到雷诺数后,就可以通过Moody表查到摩擦系数f,然后用下面的公式计算壁剪切应力:τ=fρV2/2式中:τ=壁剪切应力;f=摩擦系数。
比较二者的壁剪切应力,就可以预测环烷酸腐蚀情况。
腐蚀速率与壁剪切应力之间存在一定的比例关系,一般酸值越高,对流速的敏感度越大。
高温、高流速条件下,即使非常低的环烷酸含量也可导致高的腐蚀速率。
NACI法:原油中的硫化物在高温下会释放出H2S,H2S与铁反应生成硫化亚铁覆盖在钢铁表面形成保护膜;另外,H2S还能与环烷酸铁反应生成环烷酸。
原油中这些不同类别的硫化物和羧酸之间的相互作用十分复杂,即,可增强也可减弱原油的腐蚀性。
Craig提出了用环烷酸腐蚀指数(NACI)的概念来判断腐蚀类型,即试样在腐蚀介质中的腐蚀速率(mpy)与试样在实验后单位面积上的失重量(mg/cm2)的比值来表示。
当NACI小于10时,可以认为发生了完全的硫化物腐蚀;当NACI大于10时,可以认为发生了一定程度的环烷酸腐蚀,且受到了硫化物的影响,该值越大,环烷酸腐蚀越严重。
模拟实验法:环烷酸腐蚀实验一般要在实际的工艺物流或接近实际操作条件的模拟环境下进行。
原油加工过程中腐蚀易出现在加热炉、转油线、减压塔及侧线馏分管道等部位,其中每一部位环烷酸腐蚀的影响因素不尽相同,所以腐蚀实验的模拟条件也是不同的。
实验大部分是以高压釜金属挂片作为研究对象,它的基本原理是测定含铁金属试片浸入腐蚀介质后的重量损失。
失重实验是所有腐蚀测定中最常见的一种试验方法。
挂片经测量、称重后浸入在腐蚀介质中一段已知的时间,取下挂片,清洗挂片以除去腐蚀产物,然后再称重,就可算出试片单位面积上的失重量。