加氢裂化装置硫的腐蚀与对策.pdf

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1、加氢裂化装置硫的腐蚀与对策张甫敏(中石油云南石化有限公司，云南安宁650300)摘要：加氢裂化装置主要以VG0为原料，随着进口原油逐渐变重，我国新建大型炼厂都以加工高硫油为主，碲含量增加造成设备腐蚀加剧，为了保证装置长周期运行，设备防腐工作显得尤为重要。通过在装置易腐蚀部位加注缓蚀剂及合理的安装设计，能有效缓解硫对设备腐蚀影响。关键词：加氢裂化；VGo；高硫原；设备腐蚀；长周期；缓蚀剂；连多硫酸O引言加氢裂化装置以加工VGO为主，在炼厂流程设计、安排中非常重要，其长周期运行是炼厂产品出厂的重要保障。原料硫含量的提高，设备硫

2、腐蚀情况加剧，装置泄漏隐患增加，如果硫腐蚀得不到有效控制，将给装置长周期运行造成严重影响。通过对同类已投产运行装置调研结果表明，如没有采取合理的防腐措施，装置加工高硫原油过程中，H：S含量高易受腐蚀部位容易出现泄漏，比如高压空冷管束泄漏、硫化氢汽提塔腐蚀开裂等。lH2s腐蚀原理1．1装置系统中H：s的来源装置系统中H：S的来源主要有两种情况，一种为开工过程中通过注硫化剂对新鲜催化剂进行硫化产生的H，s。正常生产过程中，H：S主要是原料中的硫与H：反应生成。硫普遍存在于石油组分中，石油馏分中典型的含硫化合物主要有硫醇类RSH

3、、二硫化物RSSR、硫醚类RSR’与杂环含硫化合物“1。生产过程中，这些含硫化合物在氢气环境中，催化加氢反应生成相应的烃和硫化氢。1．2H：s腐蚀情况种类硫化氢的腐蚀主要有两种，一种是高温下硫化氢的腐蚀，另一种是低温下硫化氢的腐蚀。高温硫化氢的腐蚀指在高温条件下(>240℃以上)硫化氢直接或其分解生成的单质硫与金属发生反应而使金属性能产生破坏的现象。主要表现为加热炉及循环氢系统中高温部分中硫化氢与设备表面发生化学反应，生成硫化亚铁膜和高温硫化物。高温条件下，还可能发生H2s+H2腐蚀。高温H2S+H2腐蚀主要指在高温(30

4、0～420℃)、H：s、H：环境发生的腐蚀破坏现象。低温硫化氢的腐蚀也叫湿硫化氢腐蚀，指液相水和硫化氢共存时硫化氢所引起的腐蚀，包括电化学腐蚀和应力腐蚀两种形式。主要发生在系统中H：S含量较高的低温部位，特别是伴随有水相生成的环境更易产生低温硫化氢腐蚀。低温硫化氢的腐蚀比较普遍，且危害严重，能造成设备氢脆引起氢脆开裂和氢鼓泡。若存在拉伸应力的，还会产生应力腐蚀开裂忙l。另外，奥氏体不锈钢的连多硫酸腐蚀也是加氢裂化装置的一个典型腐蚀情况。连多硫酸应力腐蚀开裂的特征应力腐蚀开裂是某一金属(钢材)在拉应力和特定的腐蚀介质共同作用

5、下所发生的脆性开裂现象。奥氏体不锈钢对于硫化物应力腐蚀开裂是比较敏感的。连多硫酸(H：S。0。，x=3～6)引起的应力腐蚀开裂也属于硫化物应力腐蚀开裂，一般为晶间裂纹。2加氢裂化装置易腐蚀部位分析2．1高温下硫腐蚀加氢裂化装置高温下硫腐蚀部位主要有：反应器、热高压分离器、热低压分离器及反应加热炉管等。2．2低温下硫腐蚀加氢裂化低温下硫腐蚀部位主要有：热高压、热低压空冷器管束，冷高压、冷低压分离器，循环氢换热器及管线、H：s汽提塔及空冷管束，脱丁烷塔及空冷管束等，高强度的钢的焊缝区和冷凝器的浮头盖螺栓等也易产生应力腐蚀开裂。

6、3加氢裂化易腐蚀部位的合理应对措施目前对加氢裂化设备腐蚀采取的有效措施主要有两种，一种是直接采用抗腐蚀的不锈钢，另一种是对易腐蚀部位加注缓蚀剂。下面以中石油云南石化220wt／a蜡油加氢裂化装置(设计原料硫含量为3．21wt％)为例，分析几个典型的硫腐蚀情况及其防护措施。3．1反应器的腐蚀该装置共2台反应器，一台精制反应器，一台裂化反应器。其主要腐蚀类型为高温下H：S腐蚀，该装置两台反应器主体材料均采用2．25Cr一1Mo一0．25V，反应器内件采用347型不锈钢，反应器内壁双层堆焊TP．309L+TP．347，TP．34

7、7有效厚度为3mm。此设计已有成熟的使用经验，能够有效抵抗高温下H2S+H2腐蚀。当原料中硫含量增加后，反应生成的H2S增加。温度为427℃时，H：S对不锈钢的腐蚀速率由0．04mm／a上升到0．05mm／a，在正常情况下，即使催化剂运行到末期，反应温度也只有410℃，年腐蚀率会更低。保证了在加工高硫油情况下，反应器及管线有足够的腐蚀余量。182l化l彳鳄2015年02月3。2热高压分离器的腐蚀该装置热高压分离器共l台，主体材料为12Cr一2Mo一1R，堆焊TP．309L+TP．347以抵抗高温H2s腐蚀，TP．347最小

8、厚度为3mm。正常操作温度为288℃，此设计能保证在装置有效运行周期内腐蚀裕量。3．3热高分气空冷器的腐蚀该部位为低温H，S腐蚀，包括应力腐蚀(SSC)、氢致开裂(HIC)、应力导向氢至开裂(s0HIC)及H，S弱酸腐蚀。介质中含有H2、H2s和NH，，NH。Hs在低温下会结晶析出，为防止铵盐结晶堵塞管