柴油加氫裝置和換熱器裝置的腐蝕與防護(hù)研究,大學(xué)論文

柴油加氫裝置和換熱器裝置的腐蝕與防護(hù)研究,大學(xué)論文內(nèi)容摘要：針對(duì)加氫工藝中金屬腐蝕現(xiàn)象原因進(jìn)行了討論,同時(shí)列舉加氫裝置中最為關(guān)鍵的柴油加氫和換熱器腐蝕防護(hù)。對(duì)其腐蝕特性分別進(jìn)行了討論,并從工藝流程、設(shè)備管理以及清理手段等方面提出防治策略,為加氫工藝的合理運(yùn)行提供了安全保障。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：金屬腐蝕;柴油加氫;換熱器;金屬腐蝕在當(dāng)今國(guó)民生產(chǎn)的各個(gè)重要領(lǐng)域普遍存在,能源、冶金、航空航天、機(jī)床加工以及計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè),尤其是化工制造,金屬腐蝕最為嚴(yán)重[1]。由于化學(xué)工藝運(yùn)行復(fù)雜程度之高,運(yùn)行條件極其苛刻,金屬腐蝕防護(hù)極為重要。作為化工生產(chǎn)龍頭工藝,化學(xué)加氫為下游產(chǎn)品提供原料,生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品,然而由于反響經(jīng)過中伴隨氫化物、氯化銨以及硫化物生成,給設(shè)備金屬腐蝕防護(hù)帶來極大困難加氫工藝中設(shè)備多種多樣,腐蝕類型和程度不一致,最常見的加氫工藝有柴油加氫,腐蝕最為嚴(yán)重設(shè)備為反響裝置和換熱裝置,對(duì)加氫經(jīng)過中設(shè)備腐蝕的原因加以分析,研究新的防護(hù)措施是及其必要的。1柴油加氫裝置腐蝕與防護(hù)1.1柴油加氫裝置腐蝕特性(1)氫腐蝕問題。柴油加氫工藝中最常見的氫腐蝕是氫鼓泡和外表脫碳造成的,主要表現(xiàn)為加氫設(shè)備和運(yùn)輸管路出現(xiàn)裂紋,這是由于氫氣本身能夠分解為氫原子,活潑的氫原子能夠浸透到剛性構(gòu)造和碳體,生成甲烷等烷烴,甲烷在設(shè)備晶體間隙出現(xiàn)積累,增加構(gòu)造的內(nèi)壓力,最后構(gòu)成晶體裂紋,造成設(shè)備損壞。在高溫高壓下,氫氣更為活潑,更容易分解成氫原子,甲烷等烷烴更容易生成,在晶格中浸透速度增加,設(shè)備遭到金屬腐蝕愈加嚴(yán)重。柴油加氫工藝基本處在高溫高壓環(huán)境下,所以增加了氫腐蝕問題處理難度。其次,供氫系統(tǒng)在利用重整提供氫氣同時(shí),伴隨大量氯離子,低溫環(huán)境中會(huì)生成氯化銨鹽,附著在設(shè)備和管線外表,導(dǎo)致裝置堵塞,增加腐蝕程度。(2)硫化氫腐蝕問題。硫化氫腐蝕問題分為硫化氫高溫和低溫腐蝕。柴油加氫經(jīng)過中,油品中硫化物和氫發(fā)生反響如加氫、替換以及耦合反響,生成硫醚、硫醇、烴類和硫化氫。不同類別包含多種構(gòu)造,對(duì)設(shè)備的腐蝕愈加多樣。同時(shí)硫也會(huì)與氨氣生成硫化銨晶體,堵塞設(shè)備和管路。生成的高溫硫化物腐蝕反響器和換熱器壁,硫化氫和鐵進(jìn)行反響,生成氫原子浸透進(jìn)入剛性構(gòu)造,行成氫鼓泡,同時(shí)降低氫利用率,導(dǎo)致部分氫喪失[2]。當(dāng)硫化氫和氫在高溫條件下共存,會(huì)增加設(shè)備腐蝕程度,增大維修防護(hù)難度。低溫腐蝕主要發(fā)生在水中,包括電化學(xué)腐蝕等,由于腐蝕環(huán)境的溫和,所以腐蝕范圍較大,危害較為嚴(yán)重,腐蝕導(dǎo)致設(shè)備應(yīng)力不均開裂,打破整體構(gòu)造和質(zhì)量平衡。1.2柴油加氫裝置腐蝕防護(hù)為了維持工藝運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性,積極對(duì)腐蝕問題進(jìn)行防控和監(jiān)管,要確保工藝運(yùn)行參數(shù)正確,設(shè)備操作條件符合相關(guān)規(guī)范,優(yōu)化腐蝕防護(hù)措施,提高運(yùn)行效率和安全系數(shù)。1.2.1工藝流程優(yōu)化優(yōu)化手段主要集中在增加除氫設(shè)備和氫氣排放監(jiān)管設(shè)備。(1)加氫反響經(jīng)過中,采取注水手段對(duì)進(jìn)出料換熱器中反響物生成物進(jìn)行清理,做到科學(xué)合理。尤其是反響經(jīng)過中生成的硫化物和氯化物,做到全部清理,對(duì)整個(gè)設(shè)備進(jìn)行徹底排查,否則每次鹽類堆積對(duì)工藝造成極大困難。同時(shí),酸性污水根據(jù)指定位置排放,避免工藝中設(shè)備和其接觸遭到二次腐蝕。(2)分餾塔空冷器是受腐蝕較為嚴(yán)重部位,除注入緩蝕劑外,要對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管控制,防止腐蝕范圍蔓延,造成工藝產(chǎn)品達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。(3)氫排放經(jīng)過要進(jìn)行監(jiān)督控制,采用D-903壓控制調(diào)節(jié)閥門監(jiān)督排氫經(jīng)過,氫排放量集中管理,保證硫化氫等殘留控制在合理參數(shù)范圍內(nèi),避免設(shè)備遭受氫腐蝕影響,為柴油加氫工藝裝置提供合理安全保障。(4)氫氣重整經(jīng)過中對(duì)新氫氣進(jìn)行預(yù)處理,增加低溫脫氫裝置,保證各項(xiàng)參數(shù)符合工藝要求,減少氯離子與銨結(jié)合生成鹽對(duì)設(shè)備造成腐蝕損害。1.2.2設(shè)備操作管理優(yōu)化為了提高工藝設(shè)備的抗腐蝕性能,管理和設(shè)計(jì)人員分別要做好監(jiān)督管理和完善設(shè)計(jì)工作。(1)工藝設(shè)備從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)用,選材至關(guān)重要,選取和設(shè)計(jì)抗腐蝕、耐磨損材料,施工經(jīng)過中對(duì)連接點(diǎn)、焊縫處進(jìn)行檢查,提升管控力度。(2)設(shè)備管理工程中,監(jiān)督人員對(duì)整個(gè)工藝中所有設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè),尤其是壓力容器、反響器、閥門和管道,否則碰到問題停工需要浪費(fèi)大量人力物力對(duì)設(shè)備進(jìn)行X-射線探傷檢查。引進(jìn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng),減少安全隱患,在進(jìn)行高溫硫化氫腐蝕防護(hù)同時(shí),注重低溫硫化氫防護(hù),提高工藝監(jiān)督力度,采用注入緩蝕劑和利用不銹鋼等材料避免腐蝕問題。2氫氣工藝換熱器裝置腐蝕與防護(hù)換熱器作為加氫裝置中重要設(shè)備之一,通過換熱控制物料溫度和產(chǎn)品純度,金屬的腐蝕防護(hù)尤為重要。2.1加氫物料中氯、氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)嚴(yán)格調(diào)控加氫經(jīng)過中產(chǎn)生的氫化物和氮生成氨氣,重整反響中帶來的無(wú)機(jī)氯離子和氨生成銨鹽,所以氯和氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響銨鹽的結(jié)晶速度和結(jié)晶溫度。調(diào)整加氫混合物料以及反響物料中氯和氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)檢測(cè)頻率。其次,氯、氮主要來源于原油,應(yīng)該避免采用含氯氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的原油,比方來自哥倫比亞的卡斯蒂利亞原油等。2.2高壓換熱器管程壓差調(diào)控隨著銨鹽在高壓換熱器管路不斷積累,換熱管進(jìn)出口壓差不斷增加,導(dǎo)致?lián)Q熱效率降低,影響工藝進(jìn)程。采用自動(dòng)化控制技術(shù),在換熱管進(jìn)出口處分別安裝壓力計(jì),控制管程壓差不超過0.05MPa,當(dāng)壓差超過0.05MPa時(shí),要采用沖水水洗裝置去掉銨鹽,壓差很快將至控制范圍內(nèi),通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)保障高壓換熱器不受腐蝕,提高安全系數(shù)[3]。2.3控制沖水水洗頻率管束中結(jié)晶的氯化銨晶體沒有腐蝕性,但是水洗經(jīng)過中,氯化銨鹽從固體變?yōu)橐簯B(tài),氯離子溶解造成質(zhì)量分?jǐn)?shù)急劇增大,管束經(jīng)受不住較大氯離子質(zhì)量分?jǐn)?shù),會(huì)發(fā)生嚴(yán)重點(diǎn)蝕,毀壞設(shè)備。同時(shí),頻繁沖水水洗氯離子在管內(nèi)壁流動(dòng)對(duì)管束造成內(nèi)部沖擊,造成機(jī)械磨損,行成槽狀構(gòu)造。因而,合理對(duì)沖水水洗頻率進(jìn)行控制,控制反響物料中氯離子分?jǐn)?shù),就能夠有效降低水洗次數(shù),減少管路設(shè)備腐蝕和磨損。2.4控制沖水水量進(jìn)行水沖洗時(shí),盡可能做到量大停留時(shí)間短,快速有效的去掉沉積的氯化銨鹽,同時(shí)防止局部行成高質(zhì)量氯離子溶液對(duì)管束行成腐蝕沖擊。注水閥門在不注水狀態(tài)需要關(guān)閉,防止水泄漏溶解銨鹽行成高質(zhì)量分?jǐn)?shù)氯離子溶液損壞設(shè)備,注水原則為高壓空冷器連續(xù)注水,注水期間可根據(jù)壓差變化情況間歇注水。3結(jié)束語(yǔ)本文介紹了加氫工藝中,柴油加氫裝置和換熱器金屬腐蝕的特點(diǎn)與防護(hù),同時(shí)提出對(duì)應(yīng)優(yōu)化防治策略。對(duì)于腐蝕原因最為嚴(yán)重的氯化銨鹽腐蝕,合理控制反響物料中氯和氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)是至關(guān)重要的,主要從工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)、設(shè)備優(yōu)化管理以及鹽類清理手段進(jìn)行防治,為保障加氫工藝的合理運(yùn)行提供了安全保障。以下為參考文獻(xiàn)[1]陳鵬.高中溫變換爐及加氫反響器的腐蝕與防護(hù)研究[D].湖南:湖南大學(xué),2007.DOI:10.7666/d.d040906.[2]王棟.柴油加氫裝置的腐蝕與防護(hù)討論[J].中國(guó)化工貿(mào)易,2021,10(36)