抽提装置设备和管道腐蚀原因分析及防护措施

曲云芹

（大庆石化建设有限公司，黑龙江大庆 163714）

0 引言

某催化-抽提联合装置于1965 年12 月试车投产，加工能力为15 万吨/年（以重整原料为准），后又成功改造提升一倍为30 万吨/年。设备为联合芳烃抽提，原料油中含有30～60%的芳烃，在四乙二醇醚溶剂和汽提塔的作用下，提取高纯度的芳烃，因为溶剂为四乙二醇醚，运行中发现设备腐蚀非常明显。塔顶设备及塔内件及管线都出现严重腐蚀，导致多处部位减薄泄漏，造成停工、切换其他设备，如更换设备则检修周期长、成本相当高。腐蚀问题影响了重整装置的安、稳、长、满、优运行，同时腐蚀造成介质大量泄漏污染了周边环境，给生产装置带来了较大的经济损失。以查找腐蚀原因、采取有效措施加以控制为最优先方案，避免不必要的损失再次发生。

1 工艺流程分析

该装置是以常减压装置初馏塔顶汽油（初馏-150℃）为原料，经过预分馏、预加氢、重整、抽提后再进入精馏部分。通过预分馏、预加氢工艺，原料油中低于C5 的轻组分、水及含S、N、O 等化合物以及As、Pb 等金属化合物被除去，然后进入抽提系统用四乙二醇醚溶剂提取芳烃，芳烃与溶剂分离后，溶剂循环使用。高纯度芳烃进入芳烃精馏部分，随后依次馏出苯、重芳烃。各系统也出现轻微腐蚀现象，但都不严重，只有抽提腐蚀尤为严重。

2 设备腐蚀状况

2.1 塔盘

2005 年检修发现，抽提塔T302 塔盘腐蚀堵孔厚度达45 mm（图1）。

图1 T302 塔盘上的腐蚀产物及结焦溶剂

2006 年T302 塔腐蚀严重堵孔（图2）。

2005 年检修，T303 由于塔盘浮阀的孔螺栓丝扣腐蚀达200 个，浮阀出现脱落，同时塔盘腐蚀减薄为1 mm（图3）。

图2 T302 塔盘溶剂严重受到腐蚀

图3 T303 塔盘浮阀脱落

2.2 泵

B391 真空泵为再生减压塔抽真空。2005 年期间，泵B391 真空度数值下降，停泵检查，发现叶轮、隔板出现大面积腐蚀面，穿透性蜂窝状孔洞，出现漏水。后材质更换为304。该泵运行至2007 年3 月份真空度再次下降，停泵解体检查发现叶轮根部出现蜂窝状孔洞（图4）。且入口管线、单向阀、叶轮流道结垢严重，只有1/3 的流动空间（图5）。

图4 叶轮根部孔洞

2.3 设备

换热设备的腐蚀多集中在管束的内外表面，根据工作介质和工艺条件，多会造成结垢和腐蚀，可以通过水质稳定进行预防。循环水冷却器芯子管程防腐层为7910 涂料，壳程均无防腐层。检修中发现冷却器的管程均有不同程度的堵塞，有淤泥、塑料带、碎木头、碎玻璃、石块等，且管内结水垢严重，有的管被水垢堵死2/3，用蒸汽吹，钢筋捅也不能彻底清除，需用高压水射流清洗，运行中冷却器的冷却效果大大降低（图6）。

2.4 工艺管道

T303 底溶剂循环线规格：水平管Φ108×4，立管Φ108×5。该系统气相部位碳钢管线、弯头多处出现穿孔，其中从换热器到回水管线尤其严重，2001 年9～12 月，此管线4 个弯头、1 个三通打套、多处接阀打卡子，在弯头和垂直管线出现穿孔，穿孔四周严重减薄，稍用力敲打即脱落，最薄处只有0.1 mm。

3 抗腐蚀的要点

分析设备的腐蚀情况，造成芳烃抽提系统设备腐蚀的主要原因是溶剂引起的酸腐蚀及高速流体引起的冲蚀腐蚀共同作用的结果。如果体系中没有酸性介质的影响，那么冲蚀腐蚀的作用是微不足道的。可以推断，酸性物质是设备和管线腐蚀穿孔的显著原因。关键是消除或减缓体系的酸腐蚀，如能采取多种措施进行综合治理，减轻设备的腐蚀，实现装置安全及稳定运行，具有现实意义。

图5 叶轮流道结垢

图6 换热器淤泥

3.1 缓蚀剂注入定期改连续

为了使此工作形成规律，通过不定期进行测试，发现岗位人员漏加或注水，系统pH 值降低，应严格考核。如果溶剂的pH 值控制不好，其中所含的有机酸和少量无机酸会对设备造成严重的腐蚀。

3.2 保持溶剂新鲜

为保持溶剂新鲜，其中采用T303 塔下引出一本部分溶剂，利用再生设备进行再生，进行特殊处理4～6 天后和新溶剂一样使用，保证溶剂新鲜，减轻腐蚀，并及时清理不能使用的溶剂。

3.3 改变材料提高性能

换热器、泵、T303 塔盘的相关部件和泵体都由碳钢材改换成不锈钢，耐高温，一般使用温度极限＜650 ℃，大大提高耐腐蚀性，并具有良好的抗晶间腐蚀性能，对大部分有机酸和无机酸具有良好的耐腐蚀能力。虽然改变材料导致系统设备的成本相应提高，但从综合效益来考虑，设备的材料费用尽管增加了，但抗腐蚀能力的增强会使装置的运转周期加长，安全生产的可靠性加大，有利于长远效益。

3.4 涂防腐涂层

对于采用碳钢材料制成的换热器，塔盘等易蚀部位进行涂层处理，T302 塔盘和冷却器芯子使用“Ni-P 化学镀层”。化学镀是成熟技术，优点是能够控制微粒增强相的分散和均匀沉积在金属表面，而且镀层将基体与腐蚀介质隔离，而起防腐蚀作用，为防腐蚀提供了理想的隔离层。此方法也可以在管线、弯头、三通等易蚀部位采用，解决腐蚀问题。

3.5 合理改造管道走向尽量减缓冲击

压力高的流体（如蒸汽）对管道存在强烈的冲击作用，尤其是在管道的改向部位，这种冲击作用就更加显著。因此，在设计允许时，应合理改造管道走向及位置，尽量减少改向部位，同时可适当加大管径及管子弯头的弯曲半径，以降低流体流速，减轻流体对金属表面的冲击作用导致的冲蚀腐蚀。

3.6 提高循环水质量

提高循环水的净化质量，需在水场增设过滤网、栅板等，阻隔自然环境飘浮入水场中的树叶、树枝等杂物。软化水质，降低水垢，才能使设备寿命延长。

4 结束语

针对某芳烃抽提装置内的系统设备和管线腐蚀情况研究，分析显示腐蚀源溶剂产生的酸性物质和氧，有很强的的化学腐蚀力，只要系统不存在酸或氧，系统设备就不会受到严重腐蚀。要把设备的酸性腐蚀降至最低，首先要把含氧量控制到最低水平，同时做好涂层防腐蚀处理。通常情况下，采用适时监测腐蚀量，汇总数据，及时清理废料，例如腐蚀介质浓缩处、管道急流位置，减少补充溶剂的次数，来延长设备的使用周期，保证装置正常运行。