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脫水塔進(jìn)料換熱器的腐蝕機(jī)理與防護(hù)措施

文檔作者：呂行王國強(qiáng) 郭斌文檔來源： 1．大慶石化公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年03月19日
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煉油與化
REFINING AND CHEMICAL 1NDUSTRY 第25卷
脫水塔進(jìn)料換熱器的腐蝕機(jī)理與防護(hù)措施
呂 行，王國強(qiáng)，郭 斌
(1．大慶石化公司乙烯I 程指揮部，黑龍汀大慶163714；2．大慶石化建設(shè)公司，黑4gfl：大慶163714；3．大慶 化公4t@~／一，黑龍汀大慶
l637l1)
摘要：通過對大慶石化公司煉油廠催化重整裝置脫水塔進(jìn)料換熱器腐蝕泄漏原兇的分析和驗證，
確認(rèn)了該換熱器的泄漏是由于H S+ttCI+NH +H O體系腐蝕及銨鹽腐蝕綜合作用所致，實施r針塒
換熱器和預(yù)加氧段設(shè)備的防腐措施，收到良好效果
關(guān)鍵詞：脫水塔；換熱器；腐蝕；泄漏
中圖分類號：TE965 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1671—4962(2014)0I一0028—02
大慶石化煉油廠催化重整裝置脫水塔進(jìn)料換
熱器H一202／4，用于重整蒸發(fā)脫水塔進(jìn)料與塔底產(chǎn)
物的換熱，該換熱器于2002年10月安裝投用，換
熱管材質(zhì)為l0 鋼，規(guī)格 25x2．5。2012年4月裝
置停T檢修時，對H202／4進(jìn)行了腐蝕檢查，對換熱
器芯子外觀檢查，管束內(nèi)腐蝕較輕微，管束外銨鹽
較多，管束經(jīng)沖洗后，外表良好，無明顯腐蝕，可以
繼續(xù)使用。同時對芯子試水壓，無換熱管泄漏，滿
足繼續(xù)使用條件。
1換熱器泄漏
2013年1月，換熱器H一202／4 現(xiàn)內(nèi)漏，打開
檢查發(fā)現(xiàn)換熱器管頭完好，腐蝕輕微，檢查管束發(fā)
現(xiàn)換熱管外有銹皮，換熱管表面及換熱管之間有
雜質(zhì)，見圖1。
換熱管表面見明顯腐蝕坑，呈均勻腐蝕狀，經(jīng)試
， 發(fā)現(xiàn)下部有一根換熱管泄漏，且泄漏量較大，
圖1打開的換熱器管柬
抽芯子后對外表面檢查，發(fā)現(xiàn)管束下部較腐蝕較
其它部位偏重，對管束下排全部4根換熱管進(jìn)行了
堵管，下部右邊第2根為試壓發(fā)現(xiàn)的泄漏換熱管，
見圖2。
2泄漏原因分析
從管束外觀看，管內(nèi)腐蝕較輕，腐蝕主要集中
2005(鋼中非金屬夾雜物含量的測定標(biāo)準(zhǔn)評級圖顯
微檢測法) ，按照D類夾雜物評級為1．5級，按照
DS類夾雜物評級為2．0級，材質(zhì)夾雜物超標(biāo)。
圖17能譜檢測結(jié)果表明，非金屬夾雜物的主
要成分為N和A1元素，確定為A1N陶瓷晶體。
8結(jié)論
(1)活塞桿斷裂屬于機(jī)械疲勞失效，裂紋萌生
于活塞桿與背帽連接的螺紋根部，因而形成多層
開裂形態(tài)；
(2)活塞桿材質(zhì)中顆粒狀非金屬A1N夾雜物
超標(biāo)，數(shù)量較多，尺寸較大，導(dǎo)致活塞桿抗疲勞強(qiáng)
度降低；這是活塞桿疲勞失效的主要原因。
參考文獻(xiàn)：
[1 J陳建圍，杜培德．氮氫循環(huán)壓縮機(jī)活塞桿疲勞斷裂的力學(xué)分析[jj
青島化T學(xué)院學(xué)報，2002，23(2)：卜3．
12]吳培英．金屬材料學(xué)[M ．北京：圉防_r業(yè) 版}十，1987：28—31．
[3] 海市機(jī)械制造】 藝所．金豐f{分析技術(shù) Mj．f海： 海市科學(xué)技
術(shù)文獻(xiàn)Ⅲ版社，1987：57—60．
[4]曾春華．奇妙的疲勞現(xiàn)象[Mj_]E京：科學(xué)H{版禮，2006：27—29．
[5 J中華人民 和困閏家頃量監(jiān)督柃驗柃疫總局GB／T3077—1999合
金結(jié)構(gòu)鋼 s ．北京：中閏標(biāo)準(zhǔn)ff 5版¨，】999：Il—B
[6]中國鋼鐵1．業(yè) 全．GB／T10561—2005鈉中非金屬戈雜物含量的
測定標(biāo)準(zhǔn)評級岡顯做榆洲法[s J—E京：中罔標(biāo)準(zhǔn) 版神，
2005：3—5．
收稿日期：20l3—12—19
作者簡介：左、 建，男，T 程師，2003 畢、 丁黑龍汀科技大學(xué)機(jī)械設(shè)
汁制造專業(yè)，現(xiàn)從事煉油設(shè)籪管 1 件
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2014年第1期 呂行，等．脫水塔進(jìn)料換熱器的腐蝕機(jī)理與防護(hù)措施 29
圖2 管束堵管情況
在管束外部。換熱管的腐蝕主要為管外腐
蝕。換熱管外有銹皮，銹皮呈黑亮色，遇空氣有氧
化、自燃現(xiàn)象，說明銹皮中含有FeS。從工藝流程
上，殼程為未經(jīng)過除硫的原料，管程為經(jīng)過除硫的
原料，管程介質(zhì)的腐蝕性較殼程低；從試壓結(jié)果和
堵管情況看，發(fā)生泄漏管子都集中在管束底部，為
換熱管束比較薄弱易腐蝕部位¨ 。
2．1 H2S+I-ICI+Ntt3+H2O體系腐蝕
在預(yù)加氫部分，由于重整原料中含有一定量
的硫、氮、氧、氯等化合物，在預(yù)加氫過程中會與氫
反應(yīng)生成H S、NH，、HC1等 ，繼續(xù)反應(yīng)生成FeS等
銹蝕產(chǎn)物，由于HC1的存在，破壞FeS等銹蝕產(chǎn)物
膜，產(chǎn)生小的銹蝕坑，在有微量水存在的情況下，
同時形成典型低溫電化學(xué)腐蝕H S+HCI+NH，+H：O
環(huán)境，此處的銹蝕產(chǎn)物膜已經(jīng)被破壞，由于腐蝕點
相對整個管束來說面積較小，形成典型的小陽極
大陰極，腐蝕速度將加倍增加 。
2012年10月后，由于原料變化，重整原料的硫
含量有所上升，對比9月份和12月份重整進(jìn)料的
硫含量，9月份硫含量平均為277 mg／kg，12月份的
硫含量平均為330 mg／kg，尤其是12月份曾有連續(xù)
3 d達(dá)到400 mg／kg以上，硫含量的變化見圖3。
00
oo
300
凄200
圖3 裝置原料硫含量變化
從網(wǎng)3可以看出，原料硫含量從2012年11月
份以來一直呈上升趨勢，原料中硫含量的增加加
劇設(shè)備的腐蝕。
2．2銨鹽腐蝕
在預(yù)加氫通氫過程中，脫鹵素反應(yīng)生成HC1和
脫硫反應(yīng)生成的H：s，與脫氮生成的NH，反應(yīng)生成
銨鹽，管束外表面附著著較厚的1層銨鹽 。
脫水塔進(jìn)料換熱器H一202／4殼程存在銨鹽的
腐蝕，銨鹽的腐蝕表現(xiàn)為堵塞及垢下腐蝕，在換熱
管外壁存在大量銨鹽(見圖1)，該次換熱器檢修抽
芯子未見銨鹽，因為此前對管束進(jìn)行吹掃試壓，銨
鹽已經(jīng)溶解在水里。2012年檢修期間對銨鹽進(jìn)行
分析，是硫氫化銨和氯化銨的混和物，氯化按的物
理性質(zhì)在常溫下為白色粉末，360 qC升華成氣態(tài)，
遇少量的水易結(jié)晶，H一202／4殼程壓力1．18 MPa，
在此壓力下水的露點123 ，即在123 cC以下反應(yīng)
生成的氯化銨會遇到浮懸于油中的水而產(chǎn)生結(jié)
晶，并在管箱端部、管板等低流速的地方沉積下
來，白下而上發(fā)展，越來越多，形成垢下腐蝕 ]。
3防腐蝕措施
3．1鈦納米聚合物防腐
鈦納米涂層換熱管束已經(jīng)在大慶石化公司煉
油廠使用多年，應(yīng)用效果顯著。該技術(shù)具有耐蝕
性好、管內(nèi)外表面光潔度高的特點，可減少管內(nèi)外
垢層的沉積；導(dǎo)熱性好，熱效率高，具有吸熱和導(dǎo)
熱雙重功能，是1種節(jié)能的換熱管束；維護(hù)檢修方
便；具有高活性和高擴(kuò)散性，可實現(xiàn)涂層無漏涂針
孑L；解決了環(huán)氧胺基涂料防腐管束外壁不耐油汽
腐蝕的問題；施工為常溫固化，解決了管束防腐涂
層需高溫固化的施工難問題，降低了施工成本。
3．2工藝脫氯
在預(yù)加氫反應(yīng)器下部使用脫氯劑，以吸收石
腦油中的氯呈氯化鈉，可減弱對設(shè)備的腐蝕。使
用時不宜含量過高，當(dāng)脫氯劑包和達(dá)15％以上即
失效，并且鈉離子的遷移使重整工段的催化劑中
毒失效 。目前還沒有高吸附量并且能再生的脫
氯劑，工藝脫氯是保證裝置安全運行的可靠方法。
3．3注水
預(yù)加氫工段的注水和排水是緩解腐蝕和催化
劑中毒的重要工藝手段。實驗證明，重整裝置的
腐蝕速度是由石腦油中所含氯和硫2種腐蝕介質(zhì)
決定的，往往不是氯化氫含量高腐蝕率就大，再低
氯量而高硫化氫時，腐蝕率也增大。因此，通過現(xiàn)
場獲得的注水量與腐蝕關(guān)系曲線，亦是指導(dǎo)現(xiàn)場
操作的依據(jù)。注水是緩解腐蝕與嚴(yán)防無機(jī)鹽結(jié)
晶、堵塞的可行方法。注水量要大，同時須連續(xù)操
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煉油與化工
REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY 第25卷
化工圖樣中典型設(shè)備的動態(tài)模塊開發(fā)
佟以丹‘，關(guān)會英 ，曲 峰
(1．吉林化工學(xué)院，吉林吉林132022；2．吉林石化公司煉油廠，吉林吉林132022)
摘要：論述了AutoCAD軟件在典型設(shè)備化T圖樣中的應(yīng)用。常用化工設(shè)備的兩端為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封
頭、圓柱形筒體結(jié)構(gòu)，但由于化工設(shè)備的尺寸和標(biāo)注不同，在應(yīng)用AutoCAD軟件繪制時非常繁瑣，
將其開發(fā)為動態(tài)塊，解決了這一問題，極大地提高了繪圖效率和準(zhǔn)確率。
關(guān)鍵詞：化_[圖樣；動態(tài)塊；典型設(shè)備；夾點
中圖分類號：TH96 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：167卜4962(2014)01_0030—02
化工圖樣一般包括化工設(shè)備圖、工藝流程圖、
設(shè)備布置圖以及管道布置圖等幾種圖樣。圖樣中
往往需要繪制大量塔、換熱器等設(shè)備。這些設(shè)備
尺寸不同，名稱和位號也不同，繪制和修改起來繁
瑣且T作量大，影響設(shè)計人員的工作效率。但這
些設(shè)備的結(jié)構(gòu)具有共同點，就是筒體部分結(jié)構(gòu)基
本上以圓柱回轉(zhuǎn)體為主，兩端結(jié)構(gòu)大部分為橢圓
形封頭，文中針對圖樣中的典型設(shè)備的AutoCAD
軟件動態(tài)模塊的開發(fā)與應(yīng)用進(jìn)行了探討。
1典型設(shè)備的圖樣
化工圖樣中典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)見圖1。
圖1中的設(shè)備包括立式的有臥式的。在設(shè)備
布置圖中往往需要按比例繪制，在化工設(shè)備圖和
5Z 式 臥式
圖1典型設(shè)備
工藝流程圖中要求不嚴(yán)格，可不按比例繪制，設(shè)備
圖樣只取相對比例，過大或過小的設(shè)備可以適當(dāng)
縮小或放大 。因此繪制在標(biāo)準(zhǔn)圖幅中的化工設(shè)
備圖樣應(yīng)該能適時變大或變小，設(shè)備名稱和位號
的字體大小卻不應(yīng)隨圖幅的改變而改變 ，并且要
作，控制液壓，可達(dá)到緩解系統(tǒng)腐蝕的目的。
4 結(jié)論
在裝置正常運行條件下，且有微量水的情況
下，存在低溫H：S+HCI+NH，+H：O環(huán)境，易形成腐蝕
體系。氯離子起主導(dǎo)作用，殼程氯離子的來源主
要來自原料，原料中的氯主要來源于原油中有機(jī)
氯，該部分氯在常減壓電脫鹽時無法脫除。近些
年油田為了提高原油采收率而使用含有有機(jī)氯的
注劑，造成原油中的有機(jī)氯含量增加，這部分氯被
帶到下游裝置，對設(shè)備產(chǎn)生強(qiáng)烈腐蝕。而預(yù)加氫
反應(yīng)過程產(chǎn)生的銨鹽，在換熱器管箱端部、管板等
低流速的地方沉積，對換熱器管束腐蝕主要表現(xiàn)
為堵塞及垢下腐蝕。2種腐蝕形態(tài)同時存在又相
互作用，加快了換熱器芯子的腐蝕速率，導(dǎo)致?lián)Q熱
器管束腐蝕泄漏。
參考文獻(xiàn)：
[1]胡安定．煉油化1 設(shè)備腐蝕 防護(hù)案列[M]．北京：中國石化出版
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[3]陳大風(fēng)墚涂裝耐腐蝕性研究 D J戚鄙：南交通大學(xué)，2007．
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版社，2000：52—54．
[5]李潤生．金屬腐蝕 防護(hù)[J ．表面工程資訊，2010(4)：27—30．
[6]想啟明．石油化 設(shè)備腐蝕與防護(hù)[M]北京：石油i：業(yè)H{版社，
2004．22——27
收稿日期：2014—01一O9
作者簡介：呂行，女，工程帥，2002年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院化_r設(shè)備與
機(jī)械專業(yè)，現(xiàn)從事建設(shè)項目管理r 作、

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