催化裂化装置的腐蚀与防护
催化裂化装置设备和管道的腐蚀分析
２ ３ 高 温 烟 气 的 腐 蚀 ．
高 温 烟 气 的 腐 蚀 发 生 在 再 生 器 和 三 旋 烟 道 等 再 生 烟 气 经 过 的 部 位 ， 生 温 度 高 达 ７ ０ ℃ 以上 ， 再 ０ 烟 气 中二 氧 化 碳 、 蒸 气 、 氧 化 硫 、 氧 化 物 等 水 二 氮 对 金 属 有 腐 蚀 作 用 ， 生 器 和 烟 道 采 用 非 金 属 衬 再
２ １ 反 应 再 生 部 分 的 冲 蚀 和 磨 蚀 ．
催化 剂 的 冲刷 磨 蚀 在再 生器 主 风分 布 管 、 翼 阀 阀板 、 阀 、 滑 三级 旋 风 分 离 器单 管 、 原料 油 喷 头 等部 位较 为严 重 。图 １为第二 再 生器 主风 分布 管 出 风 口磨 蚀 形貌 ， 以看 到 主风 分 布 短 管 基 本 冲 可
关键词 ： 化裂化装置 ； 蚀 ； 料 ； 备； 催 腐 材 设 管道
催 化 裂 化 装 置 是 我 国 炼 油 工 业 最 重 要 的 二 次
加 工 装 置 ， 产 了 我 国 ８ 的 汽 油 和 ３ 的 柴 生 Ｏ ５
剂 的 冲刷 磨 蚀 、 属 超温 变形 和损 伤开 裂 、 金 高温 烟
低 温 部位 和高 温 部 位 物 料 腐 蚀 性 杂 质 含量 增 加 ，
使 腐蚀 加 重 。
２ 反 应 再 生 部 分 的 腐 蚀 和 损 伤
作 者 简 介 ： 贵 军 （ ９ ７ ） 男 ， ０ ４年 毕业 于 浙 江 大 学 化 工 李 １６一 ， ２０ 过程 机械 专 业 ， 究方 向 ： 工设 备 安全 。博 士 ， 级工 程 师 。 研 化 高
４ ， 炼 油 二 次 加 工 装 置 首 位 Ｊ 自 ２ 居 。 Ｏ世 纪 末
重油催化裂化装置的典型腐蚀及防护措施
重油催化裂化装置的典型腐蚀及防护措施张向阳【摘要】介绍了重油催化裂化装置的主要单元,即反再系统(反应器再生器系统)、分馏系统、吸收稳定系统和能量回收系统等部位的腐蚀.反再系统主要是高温硫腐蚀和环烷酸腐蚀,分馏系统和吸收稳定系统主要是湿硫化氢腐蚀,而能量回收系统主要是高温腐蚀和硫酸露点腐蚀.分析了这几个主要系统的腐蚀部位和腐蚀机理,提出了工艺防腐蚀和材料防腐蚀措施,并就装置长周期安全运行给出了防腐蚀建议.【期刊名称】《石油化工腐蚀与防护》【年(卷),期】2019(036)002【总页数】6页(P16-21)【关键词】重油催化裂化;高温腐蚀;低温腐蚀;分馏系统;能量回收系统【作者】张向阳【作者单位】中石化炼化工程集团洛阳技术研发中心,河南洛阳471003【正文语种】中文随着原油的劣质化,其二次加工的难度越来越大,特别是腐蚀更加严重,对二次加工装置提出了更高要求。
重油催化裂化装置是重要的二次加工装置，无论是高温部位还是低温部位都有非常明显的腐蚀，需要定期进行腐蚀检查,找出腐蚀严重的重点部位,采取措施减缓腐蚀。
1 装置及工艺介绍中石化某石化分公司炼油厂重油催化裂化装置,加工能力2 Mt/a,由反再系统、分馏系统和吸收稳定系统构成,其中原料为减压渣油等。
由于加工原油属于高硫含酸原油,因此,催化裂化装置的原料组成复杂，腐蚀性较强。
2 腐蚀状况及腐蚀机理2.1 反再系统的腐蚀2.1.1 应力腐蚀开裂在再生器主风管、测压管及异种钢连接的焊缝发生应力腐蚀开裂，再生器外/内取热器蒸发管处易发生氯化物应力腐蚀开裂[1]。
氯化物应力腐蚀开裂主要发生在膨胀节波纹管部位。
在装置停工阶段，温度降低，由于波纹管的结构特点使之容易积水，在Cl-和应力的共同作用下，就容易产生氯化物应力腐蚀开裂[2]。
再生器系统设备焊缝及热影响区中存在较高应力水平，也是造成其腐蚀开裂的一个重要因素。
2.1.2 高温硫腐蚀塔底油浆系统主要存在高温硫腐蚀、高温环烷酸腐蚀和催化剂磨蚀,腐蚀形态为沟槽状坑蚀和均匀减薄。
加氢裂化装置的腐蚀与防护
加氢裂化装置的腐蚀与防护加氢裂化是炼油厂重要的二次加工手段，可以获得高质量的轻质燃料油。
其特点是对原料适应性强，可加工直镭重柴油、催化裂化循环油、焦化镭出油，甚至可以用脱沥青重残油生产汽油、航煤、和低凝点柴油。
其次，生产方案灵活，可根据不同的季节改变生产方案，并且产品质量好，产品收率高。
加氢裂化操作条件：温度380-450°C,操作压力8-20Mpa,采用的催化剂含有Pt、Pd、W、Mo、Ni、Co等金属氧化物作为加氢组分，以硅酸铝、氟化氧化铝或结晶硅铝酸盐为载体。
原料油经加氢、裂化、异构化等反应转化为轻油产品，收率一般可达100%（体积），可以获得优质重整原料、高辛烷值汽油、航煤、和低凝点柴油，同时产品含硫、氮、烯坯低，安定性好。
加工含酸、高酸原油主要对原料油进料系统有严重影响，加氢反应器也应选择防护措施。
6.1腐蚀形态6.1.1氢损伤高温高压条件下扩散在钢中的氢与钢中不稳定的碳反应生成甲烷，可引起钢的内部脱碳，甲烷不能从钢中逸出，聚集在晶界及其附近的空隙、夹杂物等不连续处，压力不断升高，形成微小裂纹和鼓泡，钢材的延展性、韧性等显著降低，随之变成较大的裂纹，致使钢最终破坏。
因为路铝钢具有良好的高温力学性能和抗氢损伤性能,近年来加氢反应器大多选用2.25CrlMo 钢制造。
6.1.2堆焊层氢致开裂在高温高压的氢气氛中，氢气扩散侵入钢材，当反应器停工冷却过程中，温度降至150°C以下时，由于氢气来不及向外释放,钢中吸藏了一定量的氢，这样在一定条件下就有可能发生开裂。
裂纹的产生和钢中的氢气含量有很大关系，曾经有实验证明，停工7个月后的加氢反应器，堆焊层仍有29ppm的氢含量，在堆焊层上取样进行弯曲实验，弯曲角度在19-750范围内试样就发生了开裂，取试样进行脱氢处理后，试样中氢含量降到1.2ppm,试样弯曲到1800也没有发生开裂。
实验证明了氢脆的危害性，同时也证明了氢脆是可逆的。
炼油装置中的腐蚀类型和防护措施方案
腐蚀评估标准与程序
腐蚀速率标准
根据设备材料和工况条件，制定合理 的腐蚀速率标准，用于评估炼油装置 的腐蚀状况。
定期检查与维护
制定定期检查计划，对炼油装置进行 全面的腐蚀检查，及时发现并处理腐 蚀问题。
风险评估
对炼油装置进行风险评估，识别高风 险区域和关键设备，采取相应的防护 措施。
在线监测与远程监控
利用在线监测系统和远程监控技术， 实时监测炼油装置的腐蚀状况，实现 远程管理和预警。
在线监测与远程监控
在线腐蚀监测系统 通过安装腐蚀传感器和数据采集 系统，实时监测炼油装置的腐蚀 状况，并将数据传输至监控中心 进行分析和处理。
报警与预警 设定腐蚀数据报警阈值，当监测 数据超过预设阈值时，及时发出 报警信息，提醒管理人员采取相 应措施。
局部腐蚀
局部腐蚀是指炼油装置中材料表面某些区域受到腐蚀的情况 。
局部腐蚀通常表现为在材料表面出现点蚀、坑蚀、裂纹等局 部损伤。这种腐蚀类型通常是由于腐蚀介质在材料表面形成 浓差电池或者由于材料表面的缺陷、应力集中等原因引起的 。
电偶腐蚀
电偶腐蚀是指由于不同金属接触，形成电位差，引发的加 速腐蚀现象。
环境污染会对生态系统造成破坏，影响人类健康和社会可持续发展。
03
炼油装置的防护措施方案
材料选择与控制
耐腐蚀材料
选择具有优异耐腐蚀性能的材料，如 不锈钢、合金钢等，以抵抗炼油过程 中的腐蚀介质。
材料质量控制
确保材料的质量符合标准，避免因材 料缺陷导致的腐蚀问题。
表面涂层保护
涂层材料选择
选用具有良好耐腐蚀性能、附着力和耐磨性 的涂层材料，如防腐涂料、陶瓷涂层等。
缓蚀剂添加工艺控制
优化缓蚀剂的添加工艺，确保缓蚀剂能够在 炼油装置中均匀分布，提高防腐效果。
催化裂化机械设备腐蚀原因和解决策略
催化裂化机械设备腐蚀原因和解决策略发布时间：2021-09-06T15:20:21.413Z 来源：《科学与技术》2021年12期4月作者：陈泽宇[导读] 催化裂化机械设备在运行过程中，受各种因素影响容易发生老化、腐蚀、故障等陈泽宇中国石油化工股份有限公司九江分公司江西省九江市 332000摘要：催化裂化机械设备在运行过程中，受各种因素影响容易发生老化、腐蚀、故障等不良现象，严重影响机械设备稳定运行，不利于实现安全生产目标。
基于此，本文将深入分析催化裂化机械设备腐蚀的常见原因，并针对性提出几点解决策略，希望能够为专业人士提供参考、借鉴。
关键词：催化裂化；机械设备；腐蚀原因；防腐策略引言：催化裂化机械设备是原油生产加工的关键装置，贯穿于炼油全过程。
一旦设备出现腐蚀问题，将会缩短设备使用年限，容易引发火灾、爆炸等安全事故，从而为企业造成不必要经济和人员损失，同时会对生态环境造成巨大污染。
近年来，随着原油性质逐渐劣质化，催化裂化机械设备腐蚀现象也越来越严重，对企业安全生产造成巨大威胁。
对设备腐蚀原因进行分析，探索防腐策略，已经成为企业实现稳定发展目标的必然需求。
一、催化裂化机械设备腐蚀主要原因（一）低温湿硫化氢腐蚀低温湿硫化氢腐蚀问题大多出现在炼油厂二次加工机械设备中，常见于轻油位置。
在H2S-H2O环境中，催化裂化机械设备容易发生两种腐蚀现象，一种为均匀腐蚀，另一种为湿硫化氢的应力腐蚀，这两种腐蚀均会导致机械设备开裂。
在炼油过程中，如果机械设备接触的介质满足以下条件，则可以判定为低温湿硫化氢腐蚀环境：第一，湿度小于（60+2P）℃；其中P代表压力，单位为MPa。
第二，硫化氢分压大于0.00035MPa[1]。
第三，介质中存在液相水，或者介质温度低于水的露点温度。
第四，酸碱值在9以下，或者存在氰化物。
一旦环境符合以上条件，则会导致区域出现吸收稳定区，容易发生低温湿硫化氢腐蚀问题。
近年来，炼油厂原油优质恶化严重，硫含量随之增加，导致低温湿硫化氢腐蚀问题越来越频繁，严重影响催化裂化机械设备稳定运行。
催化装置防腐蚀管理手册ljr
催化装置防腐蚀管理手册 编制： 审核： 审批：
一联合运行部 第一节 工艺简介和易腐蚀部位 一、装置简介 **石化分公司1.6Mt/a重油催化裂化装置由华东设计院设计，包括反应一再生、分馏、吸收稳定、主风机及烟气能量回收机组、气压机组、余热锅炉、低温热回收以及第一联合装置污水预处理、烟气脱硫设施等部分 装置处理能力为1.6Mt/a，实际加工新鲜原料1.8Mt/a，设计弹性60%～110%。全装置主要设备 台。 主要产品及副产品 主要富气、粗汽油、稳定汽油、干气、液化气、油浆。 产品去向 干气至全厂干气管网。 重点腐蚀部位 富气空冷A301及进出口、气压机中间冷却器出口弯头、E203进出口管线。 4）防腐措施 采用分馏塔顶注中和缓蚀剂；在线腐蚀监测，定期分析含硫污水铁离子含量；定期测厚。 二、催化装置的腐蚀机理 1.2 易腐蚀部位 1.2.1 反应再生系统 反应－再生器是催化裂化的核心设备，本系统的腐蚀主要表现为高温气体腐蚀、催化剂引起的磨蚀和冲蚀，热应力引起的焊缝开裂、取热器奥氏体钢蒸发管的高温水应力腐蚀开裂（SCC）和热应力腐蚀疲劳以及高温段过热后形成的脱碳失效以及高温氧化腐蚀、烟道局部死区积液降温形成的露点腐蚀等。 （1）高温气体腐蚀 本装置的高温气体主要是指催化剂再生过程中烧焦时产生的烟气，主要腐蚀部位是再生器至放空烟囱之间和烟气接触的设备和结构件以及内衬锚固件，腐蚀形态表现为：烟道内衬里磨蚀和冲蚀，局部受介质腐蚀粉化脱落，保温钉外露后沿保温钉方向传热，导致烟道表面温度局部升高，保温钉高温氧化，脱碳后不能起到固定作用，最后保温脱落，烟道或设备构建钢材腐蚀，高温脱碳，烟气中的硫腐蚀导致钢材丧失金属的一切特征（包括强度）、氧化、龟裂、粉碎。主要腐蚀部位如：反应五层半再生斜管底部衬里腐蚀脱落有过热点；反应十二层一再稀密相交界处衬里蚀脱落有过热点； （2）催化剂引起的磨蚀和冲蚀 随反应油气和再生烟气流动的催化剂，会对构件表面产生很强的冲刷磨损作用，使构件大面积减薄，甚至局部穿孔。主要腐蚀部位包括：提升管预提升蒸汽喷嘴、原料油喷嘴、主风分布管、提升管出口快速分离设施及其他的滑阀阀板、阀板紧固螺栓，密相套管、热电偶套管、外取热器套管，特阀阀杆等。腐蚀形态多表现为结构件大面积减薄，穿孔，套管下弯曲并磨穿，喷嘴出口缺损，开裂或设备局部穿孔。滑阀阀板穿孔，阀板四周磨损关闭不严，阀体密封填料磨损泄漏损伤阀杆及催化剂卸剂线磨损穿孔等。 （3）热应力引起的焊缝开裂：热应力的产生主要来源于三个因素包括构件本身各部分间的温差、不同热膨胀系数的异种钢焊接和结构因素引起的热膨胀不协调等；发生这种开裂的主要部位有主风管与再生器壳体的连接处，不锈钢接管或内构件与设备壳体的连接焊缝，旋风分离器料腿拉杆及两端焊接固定的松动风、测压管以及原料、燃烧油等喷嘴和设备本体焊接焊缝开裂并裂纹延伸等。 （4）外取热器20G蒸发管的高温水腐蚀和热应力腐蚀疲劳：这类腐蚀常见于再生器内的外取热管，由于高温水腐蚀和热应力腐蚀疲劳，在外取热器夹套管底部介质为水汽混合接触区，沸腾的汽泡破裂腐蚀导致此段炉管有麻点和蜂窝状腐蚀现象，在外取热器顶部夹套集合管处有44更管子，焊缝密集，有热应力腐蚀，出现密集的环向裂纹。 （5）再生器旋风系统焊缝和 304 材料阀门材质的б相脆化，也就是我们平常所说的硫脆，介质在温度高于350摄氏度的条件下，有硫和硫化物的情况下，氧气充足的前提下，硫离子析出金属中的碳离子，导致金属金相结构发生变化，导致金属硬度增强，焊接性能变差，受应力开裂即变脆，在开停工期间水汽进入系统后，局部死角形成低温液体，产生多链硫酸腐蚀以及亚硫酸腐蚀以及应力腐蚀开裂；如反应四层原料线助剂注入口管线焊缝裂纹。 （6）沉降器旋风系统碳钢材料的石墨化，强度下降，焊缝开裂； （7）烟道、斜管等处的不锈钢膨胀节的氯离子应力腐蚀开裂，采用 00Cr17Ni14Mo， 00Cr18Ni12Mo2Ti 等类超低碳不锈钢，俗称316L,受衬里隔热影响，存在低温露点腐蚀，国内已开发成功了 FN 合金和 B135两种替代材料，我们目前采用外部电加热保温措施，缓解露点腐蚀；有待新材料应用。如三旋顶部至烟机管线膨胀节 （8）含酸原料油在进料喷嘴处形成环烷酸腐蚀，我们一般更换喷嘴周期为3-5年，根据情况建议今后采用升级材料为 316；目前材料为304. （9）低温蒸汽系统的碱脆腐蚀。主要集中在反再事故蒸汽，吹扫蒸汽，反应三层反再总用蒸汽线管件焊缝处，现象为焊缝或焊缝热影响区出现裂纹并延伸开裂泄漏，属碱脆腐蚀，主要要通过工艺管理和水质分析来杜绝蒸汽内含碱，提高锅炉水质质量，确保蒸汽品质。 1.2.2 分馏系统 分馏系统的腐蚀主要是分馏塔底的高温硫腐蚀，分馏塔顶部设备及内构件腐蚀以及轻柴，重柴和定循系统管线、冷凝冷却设备及顶循环回流系统腐蚀，中段回流系统及设备以及在油浆系统中，还有油浆系统的阀门，P-208等处的催化剂的磨蚀。 （1）高温硫腐蚀 这类腐蚀主要来源于油品所含的活性硫，腐蚀部位主要集中于分馏塔 240℃以上的高温部位，分馏塔进料口内构件，人字挡板，油浆抽出线等，腐蚀形貌表现为均匀腐蚀，坑蚀以及紧固螺栓螺纹腐蚀滑丝等；局部高温部位存在硫应力腐蚀开裂，如油浆蒸汽发生器头盖密封面裂纹，油浆蒸汽发生器入口蝶阀阀体裂纹等。 （2）分馏塔顶腐蚀和结盐分馏塔顶主要发生H2S+HCl+NH3+CO2+H2O型腐蚀，此反应容易产生疏松垢层，易脱落在塔内堆积。催化反应及油品馏分中生成的HCl、NH3和H2S反应生成的NH4Cl和（NH4）2S易在低温下结晶形成盐垢，在降液槽下部沉积，堵塞溢流口造成淹塔，它们的结垢和水解所形成的HCl+H2S+H2O环境是造成顶循环系统腐蚀的直接原因。顶循抽出集油槽至31层塔盘之间塔壁有大面积蚀坑，顶循脱水槽内部塔壁腐蚀穿孔，29层、28层工字梁腐蚀严重减薄,环形板焊缝开裂腐蚀形貌表现为均匀腐蚀和坑蚀。催化裂化装置湿空冷因水质问题易形成Na2CO3、NaHCO3垢物，导致空冷器翅片和换热管表面出现垢下腐蚀。分馏塔顶冷凝系统有CO2和H2S，pH大于 7.5，因此存在碳酸盐应力腐蚀开裂机理，同时有大量的硫化亚铁产生，检修过程中易自燃，腐蚀十分严重，尤其是顶循冷却器E-212腐蚀泄漏频繁。 （3）油浆蒸汽发生器管板应力腐蚀开裂重油催化裂化装置的油浆蒸汽发生器管板与换热管焊接处及管板常出现大面积开裂，有些炼油厂使用不久就发生开裂。裂纹大多由壳程穿透管板，在管板与管焊缝上开裂以及管桥之间开裂。裂纹都集中在第一管程，此处正好是油浆进口处，温度最高。分析认为由于管板和管贴胀不好，它们之间有间隙，锅炉水在间隙中不断蒸发和碱性物质浓缩，在温度和残余应力作用下形成的碱脆开裂，其特点是穿透性沿晶开裂。其它装置的蒸汽发生器也有同样的开裂现象。因此，制造时正确贴胀工艺是关键。油浆蒸汽发生器的换热管正确选材是碳钢，有些厂选用不锈钢后出现氯离子的应力腐蚀开裂。目前认为此类腐蚀是蒸汽发生器是在疲劳破坏和应力腐蚀双重作用下失效所致。管板和管子涨接处有沟痕，产生应力集中，导致裂纹源。管子的振动、温差应力促进了疲劳，疲劳加速了应力腐蚀开裂，使得管板快速开裂，以致失效。管板开裂主要原因是在油浆和水蒸气造成的工作应力、管板与管子焊接中的残余应力下以及重油硫化氢、除氧水中的氧腐蚀环境下引起的应力腐蚀破裂。 （4）轻柴油系统腐蚀主要为含硫、氯等的柴油和水混合物在局部形成死区情况下温度下降形成亚硫酸，亚硝酸及盐酸、次氯酸等酸性物质，腐蚀管线阀门及系统设备，主要腐蚀现象为坑蚀，弯头弧面端减薄穿孔，设备跨线，盲肠死角部位腐蚀减薄，同时硫化氢及其他硫化物腐蚀焊缝，导致焊缝自内向外逐渐开裂，向热影响区扩散，在局部应力作用下形成应力腐蚀和硫脆，一旦泄漏将无法焊接修复，焊接中硫脆导致管线设备硬度增加，热熔性降低，裂纹延伸。所以需要整体更换，负责一边焊接一边泄漏，焊后最好热处理消除应力腐蚀。 1.2.3 吸收稳定系统 吸收稳定系统的腐蚀主要包括：H2S+HCN+H2O型的腐蚀。腐蚀形貌表现为：一般腐蚀，氢鼓包，硫化物引起的应力腐蚀开裂。 （1）一般腐蚀H2S和铁生成的FeS，与介质中的CN-生成络合离子Fe(CN)64-，然后和铁反应生成亚铁氰化亚铁，在停工时被氧化为亚铁氰化铁呈普鲁士蓝色，这一腐蚀多发于吸收解吸塔顶部，稳定塔顶部和中部，在吸收塔顶部和中部。腐蚀形貌为坑蚀，穿孔。大检修停工中必须进行钝化处理硫化亚铁，否则严重自燃 （2）氢鼓泡这类腐蚀多发于解吸塔顶和解吸气空冷器至后冷器的管线弯头，解吸塔后冷器壳体，凝缩油沉降罐罐壁，吸收塔壁。腐蚀形貌表现为鼓泡或鼓泡开裂。 （3）硫化物引起的应力腐蚀开裂这类腐蚀常见于处于拉应力、H2S+H2O腐蚀环境的敏感材料。尤其是换热器管板采用16MnR很容易出现应力腐蚀开裂。 （4）凝缩油系统及设备腐蚀，腐蚀主要是凝缩油中含水和硫化物，油水混合物最易形成多链硫酸亚硫酸腐蚀以及硫脆，湿硫化氢的应力腐蚀开裂；现象主要是焊缝开裂，局部坑饰和硫化亚铁产生的均匀腐蚀减薄，另外凝缩油组份为C5-C12烃类物质，其中溶解硫化氢、氯离子、氢气和水，共同作用形成腐蚀（H2S+HCN+H2O腐蚀）均匀点蚀、坑蚀, 不锈钢氯离子SCC。如空冷A301出入口系统、吸收塔中段回流系统管线阀门和换热器以及D-302出口系统设施。 1.2.4 烟气脱硫系统 烟气脱硫系统的腐蚀主要包括：碱脆腐蚀、洗涤塔内硫离子，氯离子形成的酸腐蚀以及碱洗中和后的浆液水中硫离子对密封件和管线阀门设施的腐蚀，腐蚀形貌表现为：烟囱段露点腐蚀、开裂、氯离子形成的酸腐蚀穿孔和局部腐蚀减薄；橡胶垫片的硫腐蚀老化失效以及酸性、碱性介质对阀门阀板阀体形成坑蚀。 （1）烟气中的氯离子腐蚀烟囱及吸收塔，主要原因：烟囱及洗涤塔材质为S31603+Q345复合材料，在烟囱段温
催化裂化装置烟气脱硫塔腐蚀问题浅析
催化裂化装置烟气脱硫塔腐蚀问题浅析发表时间：2019-05-24T11:36:55.547Z 来源：《防护工程》2019年第3期作者：周军[导读] 近些年，随着国家对环保要求的提高，对炼化行业带来了巨大的考验，为了保证催化裂化装置烟气排放达标，满足国家环保要求，催化裂化装置相继增上了烟气脱硫脱硝环保项目，现在比较常用的是湿法脱硫。
中国石油天然气集团公司吉林石化公司炼油厂吉林吉林 132022摘要：近些年，随着国家对环保要求的提高，对炼化行业带来了巨大的考验，为了保证催化裂化装置烟气排放达标，满足国家环保要求，催化裂化装置相继增上了烟气脱硫脱硝环保项目，现在比较常用的是湿法脱硫。
在脱硫塔运行过程中，脱硫塔及塔内构件的腐蚀问题始终伴随着装置的生产。
本文对催化裂化装置脱硫塔及塔内构件的腐蚀形式及采取的措施做了简要的分析。
关键词：EDV、腐蚀、结垢前言：吉林石化炼油厂催化裂化三车间烟气脱硫治理采用杜邦-贝尔格公司的EDV 液相湿法洗涤工艺技术。
具体流程为：烟气水平地进入EDV气体清洗系统的急冷单元，烟气通过来自于两个BELCO G400喷嘴的喷淋液体进行急冷和饱和。
烟气通过高密度的水帘将水滴喷淋成雾状，以错流的形式移动，覆盖了整个气体单元，并且均匀地冲洗着内壁。
在急冷/喷雾塔中，根据反应(1)脱除氧化硫，同时生成了一些酸性亚硫酸盐，并且然后亚硫酸盐反应(2)。
酸性硫酸盐和亚硫酸盐通过反应(3) 和(4)被部分氧化成硫酸盐。
(1)SO2 + NaOH → NaHSO3(2)NaHSO3 + NaOH → Na2SO3 + H2O(3)NaHSO3 + ? O2 + NaOH → Na2SO4 + 2H2O(4)Na2SO3 + ? O2 → Na2SO4离开急冷/喷雾塔的吸附剂，烟气被分布到17层EDV过滤模块。
为每个过滤模块提供的1个BELCO F-130喷嘴向下喷，并且进入文丘里氏扩散单元。
由这些喷嘴产生的水喷雾将进一步收集小粉尘颗粒和水滴凝聚形成的酸性喷雾。
基于加氢裂化装置的腐蚀分析和防腐对策
基于加氢裂化装置的腐蚀分析和防腐对策加氢裂化装置是炼油厂中主要的加工装置之一，其作用是将高分子烃分解为低分子烃，并通过加氢使得分解产物氢化生成更高品质的燃料。
但是，在加氢裂化装置运行过程中，由于反应高温、高压、酸性环境等因素的影响，设备常常会出现腐蚀现象，从而影响设备寿命、安全性和生产效率。
因此，加氢裂化装置腐蚀分析和防腐对策显得尤为重要。
1. 酸性环境下的腐蚀加氢裂化反应涉及到催化剂的使用，催化剂通常是酸性催化剂，如氢氟酸、磷酸、硫酸等，这些催化剂容易在高温、高压、酸性环境下与金属材料发生化学反应，从而导致设备腐蚀。
如催化剂与设备中的铁元素反应，会产生FeF3、FeCl3等产物，使设备表面发生严重腐蚀。
2. 氢气在高温高压下的腐蚀在加氢裂化装置中，氢气是必不可少的媒介，但是氢气在高温高压下容易与金属材料发生化学反应，形成氢化金属和氢脆，导致设备出现裂纹和疲劳等问题。
3. 金属材料的腐蚀常见的加氢裂化装置材料如碳钢、不锈钢、镍合金等，其中碳钢容易发生点蚀和晶间腐蚀，不锈钢在含氯介质中容易出现应力腐蚀开裂，镍合金则可能发生点蚀和应力腐蚀。
采用耐酸性材质，如耐酸不锈钢、耐酸玻璃钢等。
对于金属材料，可以进行表面处理，如喷涂耐酸涂层。
采用合适的材料，如具有高抗氢脆性的合金材料。
此外，加氢裂化装置中氢气的压力和流量也需要控制在合理范围内，避免形成局部高压和高速流动状态，从而减轻氢气的腐蚀作用。
3. 表面防护对设备的表面进行防护处理，如电镀、喷涂、涂层等。
这些防护措施可以有效减轻设备表面的腐蚀作用，提高设备抗腐蚀能力。
4. 清洗防腐定期对加氢裂化装置进行清洗，清除因反应产物沉积而引起的腐蚀。
同时，加强设备运行和维护管理，及时发现和处理设备腐蚀问题，保证设备安全运行。
综上所述，加氢裂化装置腐蚀分析和防腐对策对设备的安全生产和长期稳定运行至关重要。
通过采取合理的防腐措施，可以延长设备寿命、提高生产效率、降低运行成本，并确保设备在安全稳定的状态下运行。
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催化裂化装置的腐蚀与防护催化裂化装置，即流化催化裂化装置(FCC)，按照工艺流程整个装置分为四个单元：反应-再生系统、分馏系统、稳定吸收系统和能量回收系统。
由于催化裂化进料温度较低，反应区内温度较高，并且裸露设备表面以非金属为主，所以加工高酸原油对催化裂化装置影响较少。
4.1 催化裂化装置的腐蚀类型4.1.1 反应-再生系统4.1.1.1高温气体腐蚀本装置的高温气体主要是催化剂再生过程中烧焦时所产生的烟气，腐蚀部位是再生器至放空烟囱之间的与烟气接触的设备和构件。
再生烟气的组成比较复杂，各组分之间的比例也是变化不定的。
主要成分为：CO2、CO、O2、N2、NO X和水蒸气等。
高温条件下O2和钢表面的Fe反应生成Fe2O3和Fe3O4，它们组织致密，附着力强，阻碍了氧原子进一步向钢中扩散，对钢铁有很强的保护作用。
随着温度的升高，氧的扩散能力增强，Fe2O3和Fe3O4层阻碍氧原子进一步向钢中扩散能力下降，扩散到钢中的氧原子增多，这些氧和铁反应生成FeO，FeO结构疏松，附着力很弱，对氧原子几乎没有阻碍作用，所以FeO层越来越厚，到一定程度导致剥落，使钢暴露了新的表面，又开始了新一轮的氧化反应。
在再生烟气条件下，钢不仅发生氧化反应，而且产生脱碳反应：Fe3C + O2→3Fe + CO2Fe3C + CO2→3Fe + 2COFe3C + H2O →3Fe + CO + H2Fe3C + 2H2 →3Fe + CH4氧化和脱碳不断的进行，最终使钢完全丧失性能。
4.1.1.2催化剂引起的磨蚀和冲蚀随反应油气和再生烟气流动的催化剂，不断的冲刷构件表面，使构件大面积减薄，甚至局部穿孔。
近年来使用的催化剂，高温强度显著提高，催化剂再生温度也不断提高，流速也不断加快，致使催化剂的磨蚀和冲蚀更加剧烈。
提升管预提升蒸汽喷嘴、原料油喷嘴以及再生器主风分布管的磨蚀：设备内设置这些构件的目的是为了保证介质在整个设备截面尽可能分布均匀，减少和避免偏流的产生。
因此，必须使介质以较高的流速通过喷嘴，造成一定的压力降。
由于介质的喷出速度很高，在喷嘴出口处就会形成一个负压区，产生涡流，催化剂被吸进负压区，并对此区域的金属产生严重的磨蚀。
提升管出口快速分离设施的磨损：由于原料在提升管内汽化，体积增大，所以提升管出口处，油气线速度很高，催化剂密度也很高。
各种快速分离装置中，除粗旋风分离器和弹射分离器外，大多数都是利用催化剂离开提升管的高速惯性作用和重力作用使其与油气分离的。
因此，接触高速流动催化剂的所有构件，均有被冲蚀和磨蚀的危险，离提升管出口愈近，冲蚀和磨蚀的危险愈大。
旋风分离系统的磨损：油气或烟气以15-20m/s的速度，夹带着催化剂进入旋风分离器，并被强制向下螺旋运动。
由于离心力的作用，催化剂被甩向外壁。
气流向下进入分离器锥段后，截面越来越小，流速越来越高，催化剂与器壁的撞击越来越强，催化剂与器壁撞击后，由于能量释放，顺器壁进入灰斗，气体旋转到锥体的几何顶端后，由于被料腿中的料封封住，因此折而向上，形成一个刚性的内旋流，从分离器中心的升气管排出。
如果分离器的各部分比例尺寸不合适，特别是灰斗长度比较短，不能与锥体的锥度协调时，刚性内旋流的顶点则伸入料腿中，带动料腿中的催化剂重新旋转，料腿很快就会被磨蚀穿孔。
翼阀的阀板总是处于频繁开启或打开的状态，所以翼阀阀板始终处于催化剂流动状态，最终导致磨蚀。
一般情况下，磨蚀的沟槽形状和阀口形状相似。
烟气和油气管道弯头的冲蚀：在管道中，特别是流速较高的管道中，当介质改变流向时，由于惯性力的作用，管道弯头外侧内壁将受到冲蚀。
介质流速越高，介质中的颗粒密度越大冲蚀越严重。
由于油气或烟气中总是或多或少的含有一定量的催化剂，因此这种冲蚀总是存在的，只是严重程度的差别。
其形态是冲蚀侧的均匀减薄。
4.1.1.3热应力引起的焊缝开裂热应力的产生有三种情况：构件本身各部分间的温差、具有不同热膨胀系数异种金属的焊接和结构因素引起的热膨胀不协调。
构件本身各部分间的温差引起的焊缝开裂。
例如主风分布管在正常操作下由于引进风温度较低(<150 ℃)使得大部分催化剂悬浮在分布管上方，停工时，没有了冷风的引入，催化剂迅速下落，致使分布管温度骤升，奥氏体不锈钢的导热能力差，热膨胀系数大，如果在有缺陷部位存在较大温差，则极有可能导致缺陷部位开裂。
具有不同热膨胀系数异种金属的焊接接头的开裂，多见于不锈钢接管或内构件和设备壳体的连接焊缝。
因为在这些地方，隔热衬里的质量很难保证，即使有衬里挡板，由于气流在这里改变方向，很容易产生涡流把衬里掏空，从而使焊缝两侧形成较大的温差，导致焊缝开裂。
结构因素引起的热膨胀不协调：结构设计不合理使构件受热后膨胀量受到限制或者补偿量太小，或相连接构件之间的膨胀量不协调，或因瞬时局部超温使某一构件或其中一部分热膨胀量过大等原因，造成局部残余变形过大，或将焊缝拉开。
这种情况多见于再生器中，如旋风分离器的料腿拉杆以及两端固定的松动风测压管等。
4.1.1.4取热奥氏体不锈钢蒸发管的高温水SCC和热应力腐蚀疲劳在重油催化裂化装置中，由于生焦量大，催化剂再生产生的热量过剩，通常在再生器密相床层中设置取热管，或者在再生器外设置独立的外取热器，使用饱和水或水蒸气取走多余的热量。
有的装置采用一种方式，有的装置则二者兼用。
在内取热器的初期设计中，由于缺乏经验，考虑工作环境比较恶劣，而且存在干烧的可能，所以选择了奥氏体不锈钢。
但是投产不久，都先后发生破坏而不得不停用，取样分析表明这些破坏是由于高温水SCC和热应力腐蚀疲劳引起。
此种腐蚀主要发生在内取热管，破坏点在离水进口一定距离的管子顶部，绝大多数远离焊缝，裂纹呈环向而且很密集，既有晶间开裂型，也有穿晶开裂型，同样存在混合型，以晶间开裂居多。
此种腐蚀发生的应力是局部温差应力，发生温度177-260℃，水的pH值以及水中的Cl－和氧是影响腐蚀的主要因素。
根据收集到的破坏实例看，绝大多数破坏点都处在管子上部，而且远离焊缝，起裂点也都在内表面，因此认为焊接和管子成型的残余应力并不是造成SCC的主要应力源，管子的工作应力也很低，仅为材料屈服极限的10%左右，所以工作应力也不是SCC的主要应力源，据此认为开裂主要来自于温差应力。
水的汽化是从生成气泡开始，气泡首先在管壁表面粗糙不平和粘有脏物的凹陷处生成，并不断孕育长大，当气泡的内外压差足以克服水的表面张力时，气泡脱离管壁上升，在原处又开始孕育新的气泡。
如果水的流速较大，则气泡上升过程中就会被水带走，否则气泡就会聚集在管子上部，形成更大的气泡或蒸汽层。
由于蒸汽的导热性能比水差，汽相区的温度比液相区高，对水管锅炉，二者的温差可达100-150℃，考虑奥氏体不锈钢的传热性能比碳素钢低这一因素，对于奥氏体不锈钢内取热管来说，二者的温差更大。
温差形成的应力和材料的线膨胀系数有关，奥氏体不锈钢的线膨胀系数较大，因此在汽液交界区由温差引起的应力很大，可能会接近或达到材料的屈服极限。
管子顶部的气泡总是不稳定的，管壁表面不断处于干湿交替状态，热应力变成了振幅很大的交变应力，从而导致材料疲劳。
蒸汽的密度比水小得多，其溶解能力也小得多，在气泡区溶解在水中的杂质，如氧、Cl－等，会不断的浓缩、甚至析出、沉淀。
某厂水质分析Cl－含量5ppm，而在裂纹中Cl－含量的达到2000ppm。
综上所述，此环境条件下，奥氏体不锈钢即可产生SCC，也可以产生热应力腐蚀疲劳。
从各种实例看，SCC是主要的破坏形式，单一的热应力腐蚀疲劳仅是个别现象。
4.1.1.5 NOx-H2S-H2O型腐蚀NOx-H2S-H2O型腐蚀体系给催化裂化再生器、三旋等设备造成腐蚀开裂，产生穿透性裂纹，锦州、茂名、大庆等炼油厂均有发生，严重威胁装置的正常生产。
防腐措施：对老装置采用增加保温，提高壁温，防止结露；对新装置采用内喷合金涂层的电化学防护方法，防止产生裂纹或导致开裂。
4.1.2 分馏系统4.1.2.1高温硫腐蚀对于催化裂化分馏系统高温硫腐蚀主要是活性硫化物的腐蚀发生在240℃以上部位。
具体内容参阅延迟焦化部分内容。
4.1.2.2高温环烷酸腐蚀主要集中在分馏塔的下部和油气入口处。
具体内容参阅常减压部分内容。
4.1.3稳定吸收系统稳定吸收系统的腐蚀主要是H2S-HCN-H2O型腐蚀。
原油中许多硫化物在催化裂化中被分解为H2S，同时原油中的氮化物也以一定比例存在于裂解产物中，其中1-2%的氮化物以HCN形态存在，从而形成H2S-HCN-H2O型腐蚀环境，HCN的存在对H2S-H2O的腐蚀起促进作用。
在该环境下，对碳钢为均匀减薄、氢鼓泡及硫化物应力腐蚀开裂；对奥氏体不锈钢为硫化物应力腐蚀开裂。
在这种腐蚀环境下，H2S和铁发生如下的反应：H2S在水中的离解：H2S ⇔H+ + HS-HS-⇔H+ + S2-钢在H2S水溶液中发生电化学反应：阴极反应：2H+ + 2e →2H （生成氢气放出，或渗入钢中）阳极反应：Fe →Fe2++ 2e其它过程：Fe2+ + S2-→FeS Fe2+ + HS-→FeS↓+ H+H2S和铁反应的FeS在pH值大于6时能够覆盖在钢的表面，有较好的保护作用，腐蚀速率随着时间的推移而下降。
但是如果介质中含有CN-，则使FeS溶解生成络合离子Fe(CN)64-，加速了腐蚀：FeS + 6CN-→Fe(CN)64- + S2-Fe(CN)64-与铁继续反应生成亚铁氰化亚铁：2Fe + Fe(CN)64-→Fe2[Fe(CN)6]↓亚铁氰化亚铁在水中为白色沉淀，停工时氧化成亚铁氰化铁(Fe4[Fe(CN)6] 3)，呈普鲁士蓝，这是炼油厂中较为普遍的腐蚀形态。
阴极反应生成的原子氢半径很小，只有7.8×10-6mm，其中约1/3进入钢的晶格中，并在钢的内部缺陷部位或晶界处聚集，结合成氢分子。
当在一个狭小的闭塞空间内有大量的氢分子生成时，此处的压力高达数百兆帕，从而造成钢材的鼓包。
这种腐蚀环境中生成的Fe(CN)64-，在碱性溶液中大大加剧原子氢的渗透，因为一方面溶解了FeS保护膜，另一方面它又阻碍了氢原子结合生成氢分子，致使溶液中保持较高的原子氢浓度。
所以氢向钢中的渗透率随系统中氰化物浓度的增加而增加。
当钢中存在残余拉伸应力时，在H2S-HCN-H2O型腐蚀环境中很容易产生硫化物应力腐蚀开裂。
如果不存在氰化物，溶液的pH值小于7时才容易发生硫化物应力腐蚀开裂，存在氰化物时，即使在碱性溶液中也能发生硫化物应力腐蚀开裂。
影响这种腐蚀的因素为：原料油：当硫化物大于0.5%，氮含量大于0.1%，CN-含量大于200ppm时就会引起严重的腐蚀。
温度：渗氢最敏感的温度范围是5-40℃，因为温度升高虽然原子氢的扩散速度加快，但向空气中的逸出量增加更快，结果使钢中的氢含量下降。