醚化甲醇水洗回收系統腐蝕原因分析

石油化專(zhuān)論Corrosion& Protection in Petrochemical Industry27(1)醚化甲醇水洗回收系統腐蝕原因分析王偉李慶梅呂慧(中國石油新疆獨山子石化公司新疆獨山子833600)摘要:對某石油化工廠(chǎng)碳四裝置醚化甲醇水洗回收系統的腐蝕原因進(jìn)行了調查,通過(guò)分析腐蝕失效件的腐蝕形貌特點(diǎn),檢測塔體內液體的組成,結合生產(chǎn)工藝條件初步認為失效的原因是沖刷腐蝕。根據分析結果提出了相應的設備防護對策關(guān)鍵詞:甲醇洗滌水腐蝕原因對策中圖分類(lèi)號:TQ00.9獻標識碼A文章編號:005000某石化公司乙烯廠(chǎng)碳四裝置設計生產(chǎn)能力為圖2~6。30-C-103塔內壁有明顯減薄,擋流板25Mta,1995年8月投人運行至今,由于甲醇水洗腐蝕穿孔;30-C-102塔內壁附著(zhù)大量紅褐色浮回收系統的管線(xiàn)和設備的腐蝕原因,造成裝置每年銹塔盤(pán)支撐件腐蝕脫落,液位計防護層腐蝕斷裂脫停工檢修,嚴重影響了裝置的穩定生產(chǎn)。落;30-C-201進(jìn)料線(xiàn)在物料的長(cháng)周期沖刷過(guò)程中腐蝕失效穿孔(,發(fā)生物料泄露;30-E-109再1裝置簡(jiǎn)介及腐蝕現狀沸器殼層焊縫處有明顯的腐蝕坑和裂紋,其管束有1.1加工工藝位置大量腐蝕坑和穿孔現象,平均每?jì)赡旮鼡Q一次管碳四醚化裝置包括脫硫加氫、一段醚化反應精芯。由于該系統嚴重腐蝕,造成該裝置多次非計劃餾、二段醚化反應精餾、甲醇水洗回收系統和丁烯性停工檢修甚至影響到該裝置的安全生產(chǎn)。-1超級精餾部分。通過(guò)脫硫、加氫反應和醚化反應,采用普通精餾及超級精餾的方法從煉油廠(chǎng)碳四及抽余碳四原料中獲得MTBE產(chǎn)品和高純度丁烯-1產(chǎn)品。副產(chǎn)品是含正丁烷、異丁烷的剩余碳四。裝置的腐蝕主要集中在甲醇水洗精餾塔回收系統,介質(zhì)為水、甲醇;壓力為1.18MPa;溫度為40130℃;系統材質(zhì)為20號碳鋼。碳四醚化甲醇回收系統工藝流程見(jiàn)圖1。圖2大修時(shí)碳四30-C-103塔腐蝕情況甲醇去E102冷凝鈉料去Y0AE110P102A/B化學(xué)污水圖1碳四醚化甲醇回收系統工藝流程圖3大修時(shí)碳四30-C-102塔腐蝕情況1.2現場(chǎng)調查收稿日期:200-06-24;修稿日期:2009-11-16。大檢修過(guò)程中發(fā)現該系統中的塔體內壁、再沸作者簡(jiǎn)介:王偉(1982-),男畢業(yè)于重慶理工大學(xué)材料與工程學(xué)院,現今在中國石油新疆獨山子石化公司研究院防器管束塔部件及部分管線(xiàn)均存在嚴重的腐蝕見(jiàn)腐蝕研究中心主要從事防腐研究工作第1期王偉等.醚化甲醇水洗回收系統腐蝕原因分析51成腐蝕環(huán)境,由此可知管線(xiàn)外壁的腐蝕是由管線(xiàn)泄漏處滲出的含水物料引起的,即物料中存在腐蝕性介質(zhì)。0.605圖430-C-201進(jìn)料管線(xiàn)泄漏點(diǎn)外觀(guān)時(shí)間(年-月一日)圖7物料進(jìn)口腐蝕速率變化情況圖5E-109再沸器焊縫處腐蝕形貌時(shí)間(年-月一日圖8冷凝水pH值和Fe2·(Fe3·)變化情況表1保溫棉中含有的化學(xué)物質(zhì)分析Na NH. K Mg Ca CI- SO2- NO, F-aa812~0358L35680a531545-a0llE-109再沸器管束腐蝕形貌L.4.2洗滌水分析1.3腐蝕監測界區的軟化水作為30-C-102塔的洗滌補在線(xiàn)腐蝕探針監測發(fā)現碳四車(chē)間甲醇水洗回充水,在裝置內循環(huán)使用,從30-C-102塔頂和收系統30-E-109腐蝕速率較高,月平均腐蝕速塔底分別取洗滌水樣做硫化物、pH值和氯離子分率高達0.421mm/a,嚴重超出該裝置的控制指標,析,結果見(jiàn)表2。表230-C-102塔洗滌水樣分析結果,%應加強甲醇水洗-回收系統的運行監控。醚化甲醇水洗回收系統的冷凝水中Fe2和Fe“隨pH值取樣部位硫化物PH值也存在大幅波動(dòng),應注意pH值的平穩操作,詳見(jiàn)8.68圖7,8。30-C-102塔頂1.4介質(zhì)分析30C-102塔底未檢出8.711.4.1保溫棉分析為了查找管線(xiàn)外部腐蝕原因,從裝置上取回保根據分析數據,洗滌水中存在少量氯離子等腐溫棉,經(jīng)過(guò)處理后測定其含有的化學(xué)物質(zhì)如表1。蝕介質(zhì),同時(shí)30-C-201精餾塔的進(jìn)口物料中含根據以上分析結果判斷保溫棉中含有的腐蝕有15mg/kg左右的水(指標為不大于20mg/kg的介質(zhì)不會(huì )直接對管線(xiàn)造成腐蝕,而且經(jīng)調查該管水)。物料里含有少量水和氯離子等腐蝕介質(zhì)會(huì )段保溫棉捆扎嚴實(shí),不會(huì )有雨水等滲入保溫棉中形引起碳鋼設備及管線(xiàn)的腐蝕2。石油化工腐蝕與防護第27卷2腐蝕原因統中循環(huán)利用,所以生產(chǎn)補水應控制無(wú)鹽水的水質(zhì)可以肯定C4、甲醇和水幾種介質(zhì)以任何比例及工藝?；旌蠈μ间摬馁|(zhì)均不構成腐蝕,因為在反應系統沒(méi)(2)溶解氧的來(lái)源:洗滌補充水來(lái)自軟水區的有給設備造成腐蝕。但進(jìn)人甲醇水洗回收系統后軟水罐,同原料甲醇罐一樣,均是常壓罐,空氣中的對碳鋼設備造成了嚴重的腐蝕,由分析結果、腐蝕氧溶解在水和甲醇中,隨進(jìn)料線(xiàn)進(jìn)入甲醇水洗回收產(chǎn)物及其腐蝕特征可以推測是一種氧化和沖刷共系統,在這里溶解氧和水構成了原電池的陰極吸氧同作用而引起的腐蝕,其最終腐蝕產(chǎn)物為紅褐色粉腐蝕條件溶解氧含量越高,腐蝕速率越快因此應末或膠質(zhì)的Fe2O3·XH2O?？刂七M(jìn)入30-C-102塔的溶解氧含量。2.1腐蝕機理在甲醇回收系統的設備中,與甲醇水溶液有接3控制措施及建議觸的部位,都不同程度地發(fā)生了腐蝕,腐蝕過(guò)程(1)建議對該系統進(jìn)行工藝調查分析評估,采如下取有效措施控制進(jìn)入裝置的腐蝕性介質(zhì)指標,將其金屬表面與導電雜質(zhì)形成原電池:優(yōu)化指標納入操作規程控制指標。陽(yáng)極(金屬表面):Fe -2e-+Fe"-(2)可否采取擴大管徑來(lái)降低管線(xiàn)內的物料極(導電雜質(zhì)):2H++2eH2(1)流速或合理設計管線(xiàn)走向來(lái)降低物料對管線(xiàn)彎頭陰極(導電雜質(zhì)):O2+2H2O+4e40H(2)部位的沖刷腐蝕陰極有2種可能,如式(1)構成的原電池,這(3)根據該系統的工藝條件,盡可能降低系統種腐蝕即析氫腐蝕正好該系統的水溶液呈酸性,的工藝操作溫度及控制洗滌補充水的溶解氧含量構成了析氫腐蝕的條件;如式(2)構成的原電池,(4)對腐蝕嚴重的塔部件進(jìn)行材質(zhì)升級,選擇很明顯是吸氧腐蝕,這就判斷該系統在運行過(guò)程中耐蝕性較好的材料。有氧的進(jìn)入2.2腐蝕環(huán)境的形成參考文獻(1)酸的來(lái)源:反應系統中加人的大孔強酸性樹(shù)脂催化劑在使用過(guò)程中,會(huì )產(chǎn)生磺酸基脫落現1中國石油化工設備管理協(xié)會(huì )編著(zhù),設備腐蝕與防護手冊[M]象。溫度越高脫落速度越快,脫落的磺酸基團與水北京:中國石化出版社,1996.7-8作用生成H2SO4,這說(shuō)明酸性的主要來(lái)源是反應器2林玉珍楊德鉤等編著(zhù),腐蝕和腐蝕控制原理M]北京:中國中樹(shù)脂磺酸基脫落而引起的。另外,根據洗滌水的石化出版社,2007.130-1分析結果可知洗滌水中存在少量的C,并在系3天津大學(xué),無(wú)機化學(xué)M,北京:高等教育出版社,9715Analysis of Corrosion Causes of Etherified Methanol Water Wash Recovery SystemWang Wei, Li qingmei, Lu HuPetro China Dushanzi Petrochemical cozi, Xinjiang 833600Abstract: The causes of corrosion of etherified methanol water wash recovery system in CA unit in a petrochemical plant arvestigated. It is concluded from the analysis of morphology of failed parts, testing of liquid composition in the tower body andoperating conditions that the failure was caused by erosion corrosion. Efective countermeasures to prevent equipment corrosionproposed on the basis of analysiKeywords: methanol, washing water,osion causes. countermeasures新年怏樂(lè )萬(wàn)事如意