焦化装置发生腐蚀的原因分析及预防措施

赵怀龙

摘 要：装置腐蚀问题是影响石化企业正常生产的主要因素，腐蚀不可避免，但必须进行有效的预防和治理，以免酿成事故。下文以M石化公司焦化装置中的加热炉和分馏塔发生腐蚀为例，对加热炉和分馏塔发生腐蚀的原因和相应的防护措施进行了详细说明，以期有所裨益。

关键词：预防措施；焦化装置；腐蚀；原因

我国焦化装置及生產技术虽然已获得较大进步，但焦化装置腐蚀问题一直存在，其中加热炉和分馏塔的腐蚀会对装置的正常运行产生较大影响，加热炉是整个焦化装置的核心，分馏塔在生产中起着分馏不同沸点油品的作用，因此需要结合原料性质、操作参数及设备条件等，科学分析加热炉和分馏塔发生腐蚀的原因，多方考证制定出符合焦化装置实际生产的防治措施。

一、焦化装置加热炉发生腐蚀的原因及预防措施

（一）加热炉系统发生腐蚀的原因

加热炉炉管和空气预热器是加热炉系统发生腐蚀的主要部位，发生腐蚀的原因有：一，加热炉管的腐蚀分为管内和管外腐蚀。管内腐蚀与加工原料性质有关，腐蚀类型为高温硫腐蚀；管外腐蚀与炉管所在的炉膛环境有关，主要因素有炉膛温度、燃料气硫含量、炉膛氧含量，腐蚀类型为高温硫腐蚀和高温氧化腐蚀。二，高温硫腐蚀。高温氧化腐蚀和空气预热器热管的低温露点腐蚀。高硫腐蚀是由于高硫原料在高温下发生裂解，生成H2S和硫单质，其会与炉管中的Fe反应，在570℃以上时生成Fe2O3，由于其结构疏松、原子空位多，所以氧原子容易渗透至金属表面，进而出现加热炉管腐蚀、脱落；空气预热器的核心部件是热管，燃料气中的硫在燃烧过程中产生SO2和SO3，当烟气温度低于露点温度时，会产生翅片管露点腐蚀。

（二）预防加热炉发生腐蚀的对策

1、采用表面渗透铝技术应对爆皮问题。对加热炉辖射炉管表面进行渗铝处理，处理后，高温氧化反应生成致密尖晶结构的Al2O3FeO，可对铁起到很好的保护作用，减缓腐蚀。2、采用耐腐蚀材质，增加腐蚀余量。据实践得出1Cr5Mo、1Cr9Mo、316L具具有一定耐环烷酸腐蚀。316L是最耐环烷酸腐蚀的，当温度大于400℃是也可采用1Cr9Mo。3、露点腐蚀。09CrCuSb能在排烟温度降至露点或低于130℃时，显著降低腐蚀速率。此外，改造风道，将部分热空气作为循环风从空气预热器出口引至鼓风机入口与冷风混合，提高空气预热器进口空气温度。4、提高燃料气的脱硫效果，降低加热炉燃料气中的硫含量，以降低高温硫腐蚀和空气预热器低温露点腐蚀。另外，提高操作人员的技术水平，合理调节各燃烧器火焰，使火焰不出现干扰、偏斜和扑舔炉管现象，防止炉管表面局部温度过高，调节进氧量，降低空气过剩系数。

二、焦化装置分馏塔发生腐蚀的原因

（一）分馏塔发生腐蚀的原因

1、高线速冲刷磨损。分馏塔各塔盘间气液相达到平衡时，上升的油气线速是一定的。但若某一段塔盘注入的液相回流过小，则在短时间内该段塔盘液相的气化量会迅速增加，则该段塔盘的气相线速会过高，过高的线速冲刷很容易破坏金属表面形成的保护膜。2、结盐水洗低温腐蚀。由于重污油来源、成分复杂，且含水、含盐较多，含水多时易导致焦炭塔压力大幅波动，高盐含量减压渣油和重污油以急冷油方式进入焦炭塔，氯离子与焦炭塔塔顶油气一起被带入焦化分馏塔，在分馏塔顶部与高温油气中的氮化物反应生成NH4Cl，最终在分馏塔塔顶低温区结晶析出，造成降液槽、抽出管线、机泵入口滤网、机械密封波纹管等堵塞。3、结盐磨损腐蚀。由于进料盐含量及污油回炼量大，分馏塔塔顶会集聚更多的盐类而增加了水洗次数。当除盐水进入系统后，水将顶循环系统析出的铵盐溶解成细小的盐粒随塔顶循环汽油被不断地抽出，经过顶循环泵升压后返回塔内，盐颗粒对塔盘始终有磨损，久而久之发生塔盘腐蚀。

（二）应对措施

1、增设分馏塔顶部水洗专用线。在分馏塔塔顶空气冷却器入口阀后的吹扫蒸汽管线上增加DN50除盐水线，若空气冷却器管束出现铵盐结晶，塔顶油气经过空气冷却器的流通面积会减小，塔顶压力逐渐升高而气压机入口压力会逐渐降低，塔顶油气通过空气冷却器会受阻，应根据压力变化及时增加或减少空冷台数，调整空冷操作。2、监控原料盐含量。为减少焦化原料中的杂质含量，需强化常减压二级电脱盐效果，确保焦化进油质量。当罐区重污油回炼时，要求罐区加强脱水工作，保证重污油含水量必须小于或等于10%。每次送油前，相关人员要到罐区现场确认脱水效果。通过电脱盐和污油脱水，降低焦化原料中的含盐量和含水量，改善原料性质，降低分馏塔顶的腐蚀程度。3、改善分馏塔上部热量分布。在M石化企业的焦化装置经过大修正常投产后，分馏塔塔顶的温度控制在125-130℃，以避免分馏塔内铵盐在塔顶塔盘结晶析出，实现了铵盐结晶区域向塔顶后部转移的目的，最大程度地减少分馏塔顶部在线水洗次数，以免分馏塔顶部出现液态水造成塔盘露点H2S-HCl-NH3-H2O腐蚀和盐颗粒的磨损腐蚀。

三、结语

总而言之，原料油性质是引起焦化装置分馏塔、加热炉、管线、塔器、罐体、换热器等发生腐蚀的共同原因，基于此要选择防腐性能较好的材质，优化进料油性质，做好巡检工作等，以降低焦化装置腐蚀程度及腐蚀问题的发生几率。

参考文献：

[1]邓福新.延迟焦化装置常见腐蚀部位分析及防腐措施[J].云南化工，2016，06：49-52.

[2]李东珂，韩靖，程前进，刘岳军.焦化装置高温管道腐蚀分析及防护措施[J].石油化工设备技术，2016，01：56-60+1.endprint