異構(gòu)化裝置的腐蝕與防護(hù)

異構(gòu)化裝置的腐蝕與防護(hù)

70.10云南石化。1異構(gòu)化設(shè)備的主要腐蝕風(fēng)險異構(gòu)化裝置存在的主要腐蝕風(fēng)險:1)反應(yīng)注氯產(chǎn)生的HCl;2)高溫H2hcl腐蝕2.1hcl進(jìn)入火炬系統(tǒng)為保持異構(gòu)化催化劑的活性,必須持續(xù)注入異構(gòu)化級四氯乙烯。四氯乙烯從反應(yīng)器工藝物料入口注入,隨反應(yīng)物料一起進(jìn)入異構(gòu)化反應(yīng)器,在異構(gòu)化催化劑作用下反應(yīng)產(chǎn)生HCl,并附著在異構(gòu)化催化劑上,為催化劑提供強(qiáng)酸性功能。正常操作情況下,HCl從第一異構(gòu)化反應(yīng)器進(jìn)入,與反應(yīng)物料一起,經(jīng)反應(yīng)器換熱器和后反應(yīng)器進(jìn)入穩(wěn)定塔。穩(wěn)定塔將HCl等輕組分蒸發(fā)進(jìn)入塔頂和堿液洗滌塔。在堿液洗滌塔內(nèi),HCl與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)后被除去。操作異常時,反應(yīng)單元、穩(wěn)定塔、堿洗塔安全閥起跳,導(dǎo)致HCl進(jìn)入火炬系統(tǒng),或從反應(yīng)器緊急泄壓閥、穩(wěn)定塔頂急冷器出口和堿洗塔頂手動放火炬線進(jìn)入火炬系統(tǒng);或在穩(wěn)定塔溫度過低時進(jìn)入穩(wěn)定塔底物料中帶入下游,甚至隨再生油進(jìn)入氫氣和原料干燥器中;也可能在異構(gòu)化開工酸洗階段,反應(yīng)器單元管線直接注入HCl到反應(yīng)系統(tǒng)中,其存在的部位和注氯是一致的。2.2氯化鐵保護(hù)的反滲透膜HCl在干燥狀態(tài)下對金屬無腐蝕性,一旦遇水,形成鹽酸腐蝕環(huán)境,將對設(shè)備產(chǎn)生非常嚴(yán)重的腐蝕。其反應(yīng)如下:在無水情況下,氯化鐵保護(hù)膜的形成可以阻止腐蝕繼續(xù)發(fā)生。一旦有水存在,氯化鐵會被溶解掉,露出金屬表面,繼續(xù)發(fā)生腐蝕。所以防止腐蝕的有效手段一是保持存在HCl部位的干燥,二是防止HCl泄漏到含游離水的環(huán)境中。3異構(gòu)化反應(yīng)器中的氫蝕環(huán)境氫分子在高溫下可分解為氫離子或氫原子,在鋼材中通過金屬的晶界和晶格進(jìn)行擴(kuò)散、聚集,形成梯度分布。同時,擴(kuò)散到鋼材中的氫離子或氫原子與滲碳體反應(yīng),生成甲烷(Fe產(chǎn)生氫蝕的條件主要是氫分壓、溫度、作用時間和鋼的化學(xué)成分。異構(gòu)化裝置中,異構(gòu)化反應(yīng)器進(jìn)料加熱器存在可能發(fā)生氫腐蝕的高溫氫氣環(huán)境。該換熱器在正常生產(chǎn)工況下操作條件為:氫分壓3.1MPa,管程最高溫度250℃。而公用工程提供的低壓蒸汽正常溫度為290℃,中壓飽和蒸汽正常溫度為265℃。查詢納爾遜曲線可知,普通碳鋼不能滿足要求,換熱器管程材質(zhì)應(yīng)選用1.25Cr0.5Mo材質(zhì),且在操作中應(yīng)正常投用蒸汽減溫減壓器以保護(hù)設(shè)備。4工藝參數(shù)的影響在堿液環(huán)境中,碳鋼會由于堿液和設(shè)備自身應(yīng)力的互相作用而發(fā)生脆性開裂。這兩個因素是互相作用,不是疊加異構(gòu)化堿液加熱器要求在制造過程中進(jìn)行熱處理,但熱處理后的操作溫度不允許超過104℃。堿液加熱器投用時,必須保證蒸汽所在的殼程排空通暢,而不是回收蒸汽凝結(jié)水。5區(qū)域和處理方法腐蝕區(qū)域異構(gòu)化裝置易腐蝕部分包括異構(gòu)化反應(yīng)進(jìn)料及反應(yīng)系統(tǒng)、穩(wěn)定塔塔頂餾出物冷卻及回流、穩(wěn)定塔回流、尾氣洗滌塔和火炬泄放單元。5.1反應(yīng)單元異構(gòu)化反應(yīng)單元中,HCl的濃度在150mg·kg5.2hcl濃度高異構(gòu)化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入穩(wěn)定塔進(jìn)行分餾,輕組分從塔頂出,塔頂HCl濃度很高,如果HCl與水接觸,會引起鹽酸化學(xué)腐蝕。主要問題和處理措施見表3。5.3堿洗塔底部配方堿液洗滌部分主要用于處理穩(wěn)定塔頂含HCl的氣相組分。酸性氣體進(jìn)入尾氣洗滌塔底部,能夠充分和堿液接觸。酸性氣體入口設(shè)置分配器,最大程度地中和酸性氣體,防止其腐蝕設(shè)備。入口處有水,因此入口管線和分配器采用Monel材料。堿洗塔容器壁要保持濕潤。主要問題和處理措施見表4。5.4火炬系統(tǒng)火炬系統(tǒng)通常含有水分,因此要防止HCl氣體泄漏到火炬系統(tǒng)。如果HCl泄漏到火炬系統(tǒng),要及時置換。6避免腐蝕的操作方法通過分析,找到異構(gòu)化裝置發(fā)生腐蝕的原