加氢装置设备的腐蚀与选材
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加氢装置设备常见腐蚀分析及防护措施摘要:本文简要介绍了对于高硫油的加氢装置中设备常见的腐蚀,初步分析了腐蚀产生的机理并介绍了一些防腐措施。
关键词:加氢装置腐蚀防护措施1、前言加氢是当今石油化工领域中处理高硫油的主要途径和方式。
随着国内炼油企业炼制进口高硫油的比例越来越大,新建的加氢装置也随之增多。
各类加氢装置中尤以加氢裂化和渣油加氢装置的操作条件最为苛刻,反应器操作压力近20MPa,反应温度也在400℃以上。
因此要搞好设备管理,必须对加氢的腐蚀状况及相应防护措施有一个全面的了解,对腐蚀做到早认识、早管理、早防护,不应有因腐蚀引起影响安全生产的事故发生。
现就加氢装置中一些常见的设备腐蚀原因及防护措施作一浅析。
2、加氢装置常见的腐蚀形态2.1、氢的腐蚀加氢装置中设备不可避免地要处于氢的环境中,氢分子既小又活波,再加上高温高压的操作条件,因此氢很容易渗入缸中并于钢种的成分发生反应。
氢的腐蚀可以分为两类:高温氢腐蚀和氢脆。
(1)高温氢腐蚀。
表现为两种形式:一是表面脱碳,二是内部脱碳和开裂。
以后一种的影响较大。
内部脱碳是由于氢扩散到钢中发生反应生产甲烷,即:Fe3C+2H2→CH4+3Fe。
甲烷在钢中的扩散能力很小,聚集于晶界空隙附近,形成局部高压,造成应力集中,使刚才产生龟裂、裂纹或鼓泡,导致刚才的强度和韧性显著下降。
这种腐蚀是不可逆现象,也称永久脆化现象。
(2)氢脆。
所谓氢脆是由于氢残留于钢中所引起的脆化现象,即原子氢在高温高压状态下侵入钢中,使钢材晶体的原子结合力变弱,或者成为氢分子在晶界或夹杂物周边析出。
产生氢脆的钢材其延伸率和断面收缩率都显著下降。
氢脆的发生一般是在发生氢渗入后恢复到150℃以下时发生。
如果在此温度上某一温度区间恒温一段时间析氢,则可以使氢较彻底的释放出来,钢材的力学性能仍可恢复,因此,氢脆是可逆的。
2.2、硫化氢的腐蚀在加氢装置中,由于原料中含有大量的硫,因此会有很多的H2S腐蚀介质生产。
基于加氢裂化装置的腐蚀分析和防腐对策加氢裂化装置是石油化工行业中常用的重要设备之一,其主要作用是将重油和煤焦油等高分子量的原料在高温高压的条件下加氢裂化成低碳烃产品,如汽油、石脑油等。
由于操作环境的特殊性和原料的复杂性,加氢裂化装置往往会面临严重的腐蚀问题,因此进行腐蚀分析并采取相应的防腐对策是十分必要的。
对加氢裂化装置的腐蚀进行分析。
加氢裂化装置的腐蚀主要来源于以下几个方面:1. 高温和高压环境。
加氢裂化装置工作时,会产生高温高压的条件,这对装置内部的金属材料会造成腐蚀。
2. 酸性物质的存在。
在加氢裂化过程中,原料中含有一定量的硫、氮等杂质,这些杂质在高温环境下容易转化为酸性物质,加剧了装置的腐蚀程度。
3. 液态介质的侵蚀。
加氢裂化装置内部会有液态介质循环流动,这些介质对装置材料的腐蚀也是不可忽视的。
在进行腐蚀分析的基础上,针对以上几个方面,应采取相应的防腐对策。
具体措施可以从以下几个方面考虑:1. 材料选择。
在设计和制造加氢裂化装置时,应选择具有耐高温、耐压和耐腐蚀性能的材料,如不锈钢、合金钢等,以减少装置的腐蚀程度。
2. 表面处理。
对装置内部的金属材料进行表面处理,如刷涂防腐漆、涂覆防腐膜等,以增加其抗腐蚀能力。
3. 酸性物质的处理。
可以在装置中添加中和剂来中和酸性物质,或者在装置中设置合适的腐蚀抑制剂,以减少装置的腐蚀程度。
4. 液态介质的处理。
可以对液态介质进行净化处理,去除其中的杂质,从而减少对装置的腐蚀。
5. 定期检查和维护。
对加氢裂化装置进行定期的腐蚀检查和维护,及时发现和处理装置中的腐蚀问题,以延长装置的使用寿命。
加氢裂化装置是一种常受腐蚀困扰的设备,为了保证装置的安全运行和延长使用寿命,需要进行腐蚀分析并采取相应的防腐对策。
通过合理的材料选择、表面处理、酸性物质的处理、液态介质的处理以及定期检查和维护等措施,可以有效减少装置的腐蚀程度,提高装置的使用寿命。
炼厂催化重整装置预加氢管道腐蚀与选材发表时间:2020-04-30T16:30:16.023Z 来源:《文化时代》2020年2期作者:李冠利[导读] 根据催化重整工艺的特性,分析了重整进料预处理管道的腐蚀特性,并将腐蚀分为湿式H2 S腐蚀和低温腐蚀,高温场所的HCL腐蚀和H2和H2S腐蚀系统。
同时,讨论了在这两个不同腐蚀位置下管道材料的选择,并提出了对低温和湿H2 S耐腐蚀材料以及典型的高温H2耐腐蚀材料的具体要求。
青海油田格尔木炼油厂青海格尔木 816099摘要:根据催化重整工艺的特性,分析了重整进料预处理管道的腐蚀特性,并将腐蚀分为湿式H2 S腐蚀和低温腐蚀,高温场所的HCL 腐蚀和H2和H2S腐蚀系统。
同时,讨论了在这两个不同腐蚀位置下管道材料的选择,并提出了对低温和湿H2 S耐腐蚀材料以及典型的高温H2耐腐蚀材料的具体要求。
关键词:催化重整;加氢管道;腐蚀与选材随着对高辛烷值汽油的需求持续增长,作为炼油厂生产高辛烷值汽油和芳烃的主要装置,催化重整装置已成为炼油厂重要的加工设备之一。
由于国内炼油厂加工的含硫原油数量增加,原油中硫化物和各种添加剂造成的腐蚀已成为影响原油产量的重要因素,导致催化重整装置不能长期进行工作,容易出现安全问题。
因此,对进行管道防腐保护是减少设备腐蚀的基础工作。
1腐蚀介质重整装置的原料主要是从常压装置获得的原油,在部分氢化的局部腐蚀中,HCL和H2S是最重要的腐蚀介质,一方面,在原油蒸馏过程中,一部分由无机盐水分解产生的HCL被带入轻质汽油,添加的各种添加剂中有许多是有机氯化合物,这些有机氯化合物在常压处理和真空处理过程中不容易去除,在氢化条件下的二次加工过程中形成了HCL。
2腐蚀类型2.1低温腐蚀2.1.1湿H2S腐蚀湿H2S腐蚀破坏环境所需的条件之一是液相水的存在。
在湿H2S环境中,材料腐蚀的主要类型是氢致裂纹和硫应力腐蚀。
(1)氢原子渗透到金属材料的内部,遇到裂纹,夹杂物,气孔和其他空隙时,它们会聚集并结合形成氢分子,从而产生很高的内部氢气压力。
加氢裂化装置的腐蚀与防护加氢裂化是炼油厂重要的二次加工手段,可以获得高质量的轻质燃料油。
其特点是对原料适应性强,可加工直镭重柴油、催化裂化循环油、焦化镭出油,甚至可以用脱沥青重残油生产汽油、航煤、和低凝点柴油。
其次,生产方案灵活,可根据不同的季节改变生产方案,并且产品质量好,产品收率高。
加氢裂化操作条件:温度380-450°C,操作压力8-20Mpa,采用的催化剂含有Pt、Pd、W、Mo、Ni、Co等金属氧化物作为加氢组分,以硅酸铝、氟化氧化铝或结晶硅铝酸盐为载体。
原料油经加氢、裂化、异构化等反应转化为轻油产品,收率一般可达100%(体积),可以获得优质重整原料、高辛烷值汽油、航煤、和低凝点柴油,同时产品含硫、氮、烯坯低,安定性好。
加工含酸、高酸原油主要对原料油进料系统有严重影响,加氢反应器也应选择防护措施。
6.1腐蚀形态6.1.1氢损伤高温高压条件下扩散在钢中的氢与钢中不稳定的碳反应生成甲烷,可引起钢的内部脱碳,甲烷不能从钢中逸出,聚集在晶界及其附近的空隙、夹杂物等不连续处,压力不断升高,形成微小裂纹和鼓泡,钢材的延展性、韧性等显著降低,随之变成较大的裂纹,致使钢最终破坏。
因为路铝钢具有良好的高温力学性能和抗氢损伤性能,近年来加氢反应器大多选用2.25CrlMo 钢制造。
6.1.2堆焊层氢致开裂在高温高压的氢气氛中,氢气扩散侵入钢材,当反应器停工冷却过程中,温度降至150°C以下时,由于氢气来不及向外释放,钢中吸藏了一定量的氢,这样在一定条件下就有可能发生开裂。
裂纹的产生和钢中的氢气含量有很大关系,曾经有实验证明,停工7个月后的加氢反应器,堆焊层仍有29ppm的氢含量,在堆焊层上取样进行弯曲实验,弯曲角度在19-750范围内试样就发生了开裂,取试样进行脱氢处理后,试样中氢含量降到1.2ppm,试样弯曲到1800也没有发生开裂。
实验证明了氢脆的危害性,同时也证明了氢脆是可逆的。
加氢装置腐蚀类型及选材要点加氢裂化装置存在的主要腐蚀类型主要有:氢损伤(包括高温氢腐蚀、氢脆、氢致剥离)、高温H2+H2S腐蚀、连多硫酸腐蚀、Cr-Mo钢的回火脆性、高温S腐蚀、低温部位的H2S+H2O腐蚀、H2S+NH3 +H2O腐蚀。
1.氢损伤【定义】由于氢原子扩散进入金属本体或与金属反应引起金属材料性能的破坏称为氢损伤。
【部位】氢损伤发生的主要部位在:高温、高压氢气环境下的反应系统设备和管线。
【分类】氢损伤主要可以分为:氢脆、高温氢腐蚀和氢致剥离。
(1)氢脆【定义】钢在临氢条件下使用,氢以原子状态扩散浸入晶格内、又以分子状态聚集于晶界或非金属夹渣物周围。
【特征】物理过程,可逆的,称为一次脆化现象。
材料的抗拉强度或硬度没有特别大的变化,但是在常温条件下材料的缺口强度或韧性降低,有时还产生裂纹。
受到氢脆的材料经过脱氢处理后,如果没有产生裂纹,其延性和韧性都能得到恢复。
(2)高温氢腐蚀【定义】氢在高温(T>220℃)高压下与合金中的夹杂物(碳合物F3C或固溶碳C)或合金添加物(如Si)发生化学反应,生成高压气体。
从而导致钢材产生脱碳和结晶界裂纹。
受到高温氢腐蚀的材料的抗拉强度和延性、韧性显著降低。
【特征】高温氢腐蚀与氢脆性质完全不同,它是化学反应过程,具有不可逆性,称为永久脆化现象。
高温氢腐蚀主要有2种形式:一是表面脱碳;一是内部脱碳。
钢材与氢接触后可产生表面脱碳。
表面脱碳不会产生裂纹,但材料的强度和硬度稍有下降,而延伸率增加。
发生的主要反应有:Fe3C+2H2→CH4+3Fe。
这一反应一般从钢的表面开始,逐渐向内部推进,生成的甲烷气体不易逸出,他们聚集在晶界或杂质周围,形成的局部压力可高达几千大气压以上,因此,不仅钢的表面和里层脱碳脆化,而且还发展为严重的鼓泡开裂。
钢中的固溶的碳也会与钢中溶解的氢反应:C+4H→CH4;Si+4H→SiH4。
高温氢腐蚀的特点是要经过一个潜伏期,根据材料和环境条件的不同,潜伏期短可几个小时,长则数年。
随着国内石油资源的短缺,我国大量进口国外高含硫原油。
高硫原油的加工主要通过加氢过程。
因此,研究加氢装置的腐蚀就显得尤为重要。
1 加氢装置加氢是指石油馏分在化学反应的加工过程,加氢过程可分为加氢精制、加氢裂化、加氢处理等。
原料油中的硫含量增加后,对装置的设备和管道腐蚀不断加剧。
而加氢装置具有高温、高压、临氢、易燃易爆的特点,一旦设备发生腐蚀失效,将会导致恶性事故的发生。
因此加氢装置的腐蚀应该引起高度重视。
2 加氢装置的腐蚀分类加氢装置原料中携带的N和S通过与H2加氢反应生成NH3和H2S,然后和原料中的Cl-反应生成NH4HS和NH4Cl并冷却结晶。
这两种铵盐、H2S和H2是加氢装置的主要腐蚀介质。
2.1 高温氢损伤在常温下氢气对碳钢不腐蚀,但是在高温、高压下会产生腐蚀。
高温氢气大量存在于加氢装置反应系统设备和管道中,易发生高温氢损伤。
高温氢损伤是指在高压高温工况下扩散到钢中的氢原子与钢材中的碳化物发生反应,生成了CH4气体,CH4气体聚集在钢材的空穴及夹杂处,产生局部应力集中现象,导致钢材的机械性能下降,最终导致钢材强度失效发生断裂。
氢损伤可以分为4种类型:氢脆、表面脱碳、氢鼓包和氢腐蚀。
2.1.1 氢脆氢脆是指氢原子渗入钢材后,聚合为氢分子,使钢材晶粒中原子结合力降低,造成材料的延展性和韧性下降。
氢脆是可逆的,当氢气从材料中溢出后,材料的力学性能就能恢复。
氢脆主要出现在装置的停工阶段。
停工阶段系统温度、压力下降,氢气在钢材中的溶解度下降,加上氢气溢出的速度很慢,造成氢气在钢材中过于饱和,当温度下降到150℃时,过饱和氢气就会聚积到钢材的缺陷处,如裂纹的前端,引起裂纹扩展。
2.1.2 表面脱碳表面脱碳通常发生在高温和低氢分压的共同作用下。
表面脱碳并不产生裂纹,一般会导致局部强度和硬度的降低。
表面脱碳的机理是碳迁移到钢材表面,在表面反应生成甲烷,从而引发钢材的表面脱碳。
2.1.3 氢鼓包氢原子扩散到钢材内部,在钢材的非金属夹杂物、分层和其他不连续处聚集为氢分子逸出。
收稿日期:2018-08-28作者简介:陈 辉(1985—),女,河北石家庄人,工程师,硕士研究生,现任中石油华东设计院有限公司管道材料工程师,负责炼化项目管道材料的设计。
航煤加氢装置管道腐蚀与选材陈 辉(中石油华东设计院有限公司,山东青岛 266071)摘要:本文分析了航煤加氢装置管道的腐蚀类型,包括湿H2S腐蚀、高温氢腐蚀、铵盐腐蚀、高温H2+H2S腐蚀。
并提出了湿H2S腐蚀环境选材通常为20#钢并做焊后应力消除热处理,高温氢腐蚀环境选材通常为20#钢和15CrMo,铵盐腐蚀环境选材通常为304L,高温H2+H2S腐蚀环境选材通常为321。
关键词:航煤加氢;湿H2S腐蚀;高温氢腐蚀;铵盐腐蚀;高温H2+H2S腐蚀;管道选材中图分类号:TE986 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2018)22-0106-01CorrosionandMaterialSelectionofAviationKeroseneHydrotreatingUnitChenHui(CNPCEastChinaDesignInstituteCo.,Ltd.,Qingdao 266071,China)Abstract:SeveralcommantypesofcorrosionincludingwetH2Scorrosion,hydrogencorrosion,ammoniumcorrosionandhigh-temperatureH2+H2Scorrosionofaviationkerosenehydrotreatingunitintherefineryindustryarestudiedinthispaper.InwetH2Scorrosionenvironmentpipingmaterialshallbe20#withPWHT.Inhydrogencorrosionenvironmentpipingmaterialshallbe20#or15CrMo.Inammoniumcorrosionenvironmentpipingmaterialshallbe304L.Inhigh-temperatureH2+H2Scorrosionenvironmentpipingmaterialshallbe321.Keywords:aviationkerosenehydrotreatingunit;wetH2Scorrosion;hydrogencorrosion;ammoniumcorrosion;high-temperatureH2+H2Scorrosion;pipelinematerials 随着社会经济和航空技术的飞速发展,对航煤的需求量日益增加,各炼油厂对航煤加氢装置的需求不断增加,同时对航煤产品质量的要求也更加严格。
加氢精制装置的腐蚀类型加氢精制装置的腐蚀类型3.1.1氢损伤高温临氢设备及与含水硫化氢(湿硫化氢)接触的设备,存在加入氢或析出氢的工艺过程,氢的存在可以引起设备的氢损伤,氢损伤包括如下几种:氢鼓泡:氢原子渗入钢材,在钢中遇到裂缝、夹杂及空隙等处,氢原子聚集结合成氢分子,致使体积膨胀、压力增加,导致钢材产生鼓泡。
氢脆:氢原子渗入钢材后,使钢材晶粒结合力下降,从而造成钢材的延伸率和断面收缩率下降或出现延迟破坏现象。
若氢气由钢材中释放出来,钢材的机械性能仍可恢复。
氢脆为暂时的,可通过钢材加热使氢脆消除。
表面脱碳:钢材与高温氢接触后,形成表面脱碳。
表面脱碳不形成裂纹,其影响是强度及硬度略有下降,而延伸率增高。
氢腐蚀(内部脱碳):高温高压下的氢渗入钢材之后,和不稳定碳化物形成甲烷。
钢中甲烷不易逸出,致使钢材产生裂纹及鼓泡,并使强度和韧性急剧下降,其腐蚀反应是不可逆的,使钢材永久性脆化。
3.1.2 高温氢和硫化氢H2+H2S型腐蚀主要发生在加氢装置的加氢反应器、反应产物换热器以及相应的管线。
腐蚀形态为均匀腐蚀、氢脆及氢腐蚀。
H2+H2S型腐蚀的影响因素有:硫化氢浓度、温度、时间和压力。
H2S浓度在1%(V)以下时,随H2S浓度的增加,腐蚀速率急剧增加,当浓度超过1%(V)时,腐蚀速率基本不发生变化。
在315-480℃时,随着温度的升高,腐蚀速率急剧增加,温度每升高55℃,腐蚀速率大约增加2倍。
腐蚀速率随着时间的延长而下降,超过500小时,腐蚀速率比短时间的腐蚀速率小2-10倍。
对于高温H2+H2S型腐蚀,压力和腐蚀没有太大关系;对于单纯高温氢气,压力对氢腐蚀则有巨大影响。
高温H2+H2S型腐蚀控制主要是材料防腐。
一般加氢装置在200℃以下时,H2+H2S型腐蚀介质中使用碳钢可满意操作,温度超过200℃使用Cr13或奥氏体不锈钢。
因为Cr13型不锈钢存在475℃脆化,因此使用Cr13型不锈钢温度不能超过357℃。
柴油加氢改质装置分馏塔顶空冷器腐蚀分析及对策柴油加氢改质装置的分馏塔顶空冷器在使用过程中容易发生腐蚀现象。
该问题的出现,可能是由于塔内物料的化学性质、塔内环境的温度、湿度等因素导致。
为了解决分馏塔顶空冷器腐蚀问题,需要进行腐蚀分析,并采取相应对策。
首先,进行腐蚀分析,确定腐蚀原因。
可以采用常用的腐蚀分析方法,如金相显微镜分析、能谱分析等。
通过分析可以确定腐蚀形式、腐蚀介质、腐蚀速率等参数,从而确定采取的对策。
常见的腐蚀形式包括:氧腐蚀、酸腐蚀、碱腐蚀等。
根据腐蚀介质的不同,可以合理选择不同的材料。
在腐蚀对策方面,可以从以下几个方面考虑:1.选择适合的材料。
根据腐蚀介质的不同,选择耐腐蚀性能好的材料,如不锈钢、合金钢等。
这些材料具有良好的耐腐蚀性能,可以有效抵抗腐蚀。
2.优化工艺条件。
通过调整分馏塔顶空冷器的工艺条件,如温度、压力等,可以减少腐蚀发生的可能性。
同时还可以添加一些腐蚀抑制剂,以降低腐蚀速率。
3.定期维护检修。
定期对分馏塔顶空冷器进行维护检修,及时清除腐蚀产物和污垢,防止腐蚀的进一步发展。
4.加强工艺控制。
通过加强工艺控制,保持良好的操作状态,减少异常情况发生,避免腐蚀加剧。
5.加强监测与管理。
建立健全的腐蚀监测体系,定期对分馏塔顶空冷器进行腐蚀监测,及时发现问题并采取措施。
综上所述,柴油加氢改质装置分馏塔顶空冷器腐蚀问题需要进行腐蚀分析,并采取相应对策。
通过选择适合的材料、优化工艺条件、定期维护检修、加强工艺控制和监测与管理,可以有效解决腐蚀问题,保证装置的正常运行。
航煤加氢装置管路的腐蚀及材料选择摘要:对航空煤油加氢装置中常见的腐蚀形式进行了分析,主要有湿硫化氢腐蚀、高温氢氢腐蚀、氨腐蚀和高温氢+硫化氢腐蚀。
在此基础上,本项目拟采用20#钢作为材料,通过焊接后去应力处理,研究在高湿度H2S腐蚀条件下,选择20#钢、15 CrMo等典型材料,氨水腐蚀环境选用304 L材料,H2+H2S环境选用321材料。
关键词:航煤加氢;潮湿硫化氢腐蚀;高温氢蚀;氨水腐蚀;高温氢气+硫化氢腐蚀;管线材料选择随着我国社会经济的快速发展及航空航天事业的快速发展,我国对航煤需求越来越大,对航煤品质提出了更高的要求。
介绍了航空煤油加氢装置中常见的腐蚀形式:潮湿硫化氢腐蚀、高温氢蚀和铵盐蚀。
四是氢气和硫化氢在高温条件下的腐蚀。
为了保证装置的安全可靠运行,在管线的设计中,除了要考虑装置和工艺管线的合理布局,还应注意选材的问题。
0引言航煤加氢装置的特点:1、高温高压,在生产过程中,对设备和管道的腐蚀十分严重。
尤其是在生产过程中,有大量的有机溶剂,这些溶剂的腐蚀对设备和管道的影响更为严重。
2、装置在运行过程中,受不同介质的共同作用,会导致设备和管道发生腐蚀。
例如,原料油中含有大量的酸性介质,生产过程中又会产生硫化物、硫酸、氢等腐蚀性介质。
3、设备和管道在使用过程中,由于频繁启停和维修等原因,造成管道和设备发生过腐蚀现象。
例如,在装置运行过程中,经常会出现一些金属脱落的情况。
4、由于装置的特殊性,对管道腐蚀控制要求非常严格。
在管道连接时采用法兰连接,避免了焊接连接造成的应力集中问题。
由于装置经常检修和调整等原因,对设备和管道进行频繁的拆装与清洗工作。
为了防止上述情况发生,通常采用法兰连接方式。
1潮湿硫化氢腐蚀硫化氢(H2S)是一种常见的腐蚀形式,其主要表现为电化学腐蚀和应力腐蚀。
硫在钢材表面形成亚铁硫化物,导致钢材的均匀腐蚀和点蚀;当氢原子渗透到钢基体中时,会出现局部的应力腐蚀裂纹。
湿法H2S腐蚀裂纹有氢胀、氢致裂纹、硫化物应力腐蚀和应力诱导氢致裂纹等,其产生的高拉应力、低韧性的缺陷是管线焊接接头及热影响区[1]。
某炼厂加氢装置关键设备腐蚀问题分析及防腐措施摘要:某炼厂在进行含硫原油加工处理过程中要通过加氢装置,但加氢装置部分设备在使用过程中经常会出现腐蚀问题,严重影响了装置运行效率,甚至产生较大的安全隐患,因此加强加氢装置关键设备的防腐措施刻不容缓。
基于此,本文以某炼厂加氢装置为例,就其加氢装置运行过程中关键设备出现腐蚀的问题进行了详细分析,明确了其防腐蚀主要表现方式,并就如何做好这些关键设备的防腐措施进行了针对性措施应对。
关键词:炼油厂;加氢装置设备;腐蚀;防护0 引言现阶段国内部分炼厂其原料油很多为含硫原油甚至是高含硫原油,这些高硫原油在加工过程中必须要保证能够通过加氢装置才能够改善其使用效果,然而统计分析发现加氢装置中部分设备在实际使用过程中经常会出现腐蚀问题,严重影响了加氢装置设备的使用效率,对装置运行安全及运行效益都产生了诸多不利影响。
目前相关炼厂针对加氢装置设备采取的防腐措施,主要是通过对加氢装置应用的相关流程进行优化,并且明确后期在加氢装置过程中可能造成的腐蚀原因。
但是现阶段很多炼厂对加氢装置设备的防护依然难以有效满足相关要求,导致很多加氢装置设备出现了严重的腐蚀现象,这样不仅会影响加氢装置设备的使用年限,还会对炼厂的生产效率和生产质量造成影响,因此必须要保证能够通过合理的措施,改善加氢装置设备的使用效果,进而避免加氢装置设备出现爆炸等严重的安全事故。
1 加氢装置设备腐蚀分析1.1 高温氢损伤分析目前加氢装置设备的腐蚀主要是高温氢损伤,在常温状态下氢气不会对碳钢元素产生腐蚀,但是如果其条件发生改变,在高温高压的状态下则会出现严重的腐蚀现象,尤其是在温度相对较高的状态下,氢气会稳定地存在于加氢装置设备中,并且会在加氢反应系统和管道中大量留存,不仅会导致在高温状态下出现氢损伤问题,还会导致在高压高温的状态下氢原子和钢材中的碳化物发生相应的化学反应,造成严重的腐蚀现象。
其主要原理是氢元素会和钢材中的碳元素发生化学反应,生成甲烷气体,甲烷气体又会全部聚集在钢物质的夹缝处,在局部应力相对较为集中时,整个钢材的机械性能严重下降,使钢材的强度无法满足后期的使用要求,甚至出现断裂问题。
加氢裂化装置腐蚀问题及应对策略研究加氢裂化装置作为炼油、化工等行业中不可或缺的设备,具有高效能、低能耗、生产成本低等优点。
然而,在长期的使用过程中,加氢裂化装置也面临着腐蚀等问题,严重影响设备的使用寿命和生产效率。
因此,本文将就加氢裂化装置腐蚀问题及应对策略进行探讨。
加氢裂化装置的腐蚀问题主要表现在两个方面:首先是设备表面的材质损伤,其次是设备内部液体或气体的腐蚀。
以不锈钢为例,不锈钢的表面上可能会产生微小的锈蚀点,长时间使用容易导致腐蚀,使不锈钢失去原有的耐蚀性。
针对这些问题,需要采取措施加以解决。
应对措施主要有以下几点:首先,选择合适的材质。
根据加氢裂解装置的使用环境和工艺要求,选择符合设备使用要求的耐腐蚀材料。
例如,使用有特殊抗腐蚀性能的合金材料等,提高设备本身的耐腐蚀性能。
其次,加强设备的防腐措施。
加强设备的防腐涂层,以保护设备表面不被腐蚀。
实施防腐措施的同时也要加强设备的日常维护,对设备的腐蚀情况进行监测和管理,及时处理设备表面腐蚀点,保持设备表面的完整性,及时清洗管道等设备内部管路,保持设备内干净卫生。
再次,改善工艺流程。
合理的生产工艺设计能减少设备使用条件下的各种不利影响,尽可能减少设备表面和内部材料的腐蚀,减缓腐蚀速率。
例如,保持设备内部物料的PH值在一定范围内,避免氯气的使用,设备在危险的作业条件下进行停机等。
最后,加强科技创新,发展新型防腐材料和加氢裂化装置。
科技的发展为加氢裂化装置的防腐提供了新的思路和方向。
例如,利用纳米技术制备高性能复合材料、开发新型涂层材料等,防止设备表面的腐蚀,提高设备的耐腐蚀性能。
总之,加氢裂化装置的腐蚀问题需要采取科学有效的应对措施。
针对加氢裂化装置的特有性质进行合理处理才能保证设备的正常运行,提高设备使用寿命和生产效率。
同时,加强科技创新和完善管理手段,也能为加氢裂化装置的防腐工作提供更多的新思路和新技术。
加氢装置常见腐蚀加氢装置常见的腐蚀1.氢腐蚀氢腐蚀是在高温高压条件下,分子氢发生部分分解而变成原子氢或离子氢,并通过金属晶格和晶界向钢中扩散,扩散侵入钢中的氢与不稳定的碳化物发生化学反应,生成甲烷气泡(它包含甲烷的成核过程和成长),即Fe3C+2H2→CH4+Fe,并在晶间空穴和非金属夹杂部位聚集,而甲烷在钢中的扩散能力很小,聚积在晶界原有的微观孔隙(或亚微观孔隙)内,形成局部高压,造成应力集中,使晶界变宽,并发展成为裂纹,开始时是很微小的,但到后期,无数裂纹相连,引起钢的强度、延性和韧性下降与同时发生晶间断裂。
由于这种脆化现象是发生化学反应的结果,所以他具有不可逆的性质,也称永久脆化现象。
在高温高压氢气中操作的设备所发生的氢腐蚀有两种形式:一是表面脱碳,二是内部脱碳。
表面脱碳不产生裂纹,这点与钢材暴露在空气、氧气或二氧化碳等一些气体所产生的脱碳相似,表面脱碳的影响一般很清,其钢材的强度和硬度局部有所下降而延性有所提高。
内部脱碳是由于氢扩散侵入到钢中发生反应生成甲烷,而甲烷又不能扩散到钢外,就聚集于晶界或夹杂物附近。
形成了很高的局部应力,使钢产生龟裂、裂纹或鼓包,其力学性能发生了显化。
造成氢腐蚀的因素:①操作温度、氢的分压和接触时间。
温度越高或者压力越大发生高温氢腐蚀的起始时间越早。
氢分压8.0MPa是个分界线,低于此值影响比较缓和,高于此值影响比较明显,操作温度200℃是个临界点,高于此温度钢材氢腐蚀程度随介质的温度升高而逐渐加重。
氢在钢中的话浓度可以用下面公式表示:C=134.9P1/2exp(-3280/T)式中:C-氢浓度P——氢分压,MPaT-温度,K从式中可看出,温度对钢中氢浓度的影响比系统氢分压更显著。
②钢材中合金元素的添加情况。
在钢中不能形成稳定碳化物的元素(如镍、铜)对改善钢的抗氢腐蚀的性能毫无作用;而在钢中添加形成很稳定碳化物的元素(入铬、钼、钒、钛、钨等),就可以使碳的活性降低,从而提高钢材抗氢腐蚀的能力。