环化塔预热器腐蚀机理分析与对策.pdf

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1、第54卷第1期化工设备与管道Vol.54No.12017年2月PROCESSEQUIPMENT&PIPINGFeb.2017环化塔预热器腐蚀机理分析与对策123周献民，黄超军，王邦旭（1.湖南省特种设备检验检测研究院，长沙410017；2.湖南超安检测技术中心，湖南岳阳414000；3.中海石油建滔化工有限公司，海南东方572600）摘要：针对环化塔预热器被氯离子严重腐蚀失效的问题，从设备材料腐蚀机理方面进行分析，找到腐蚀根本原因，并从控制腐蚀源、材料选择和制造质量控制等防腐蚀技术实施方面提出解决对策，取得了较好的效果。关键词：哈氏合金；钛合金；腐蚀；

2、分析；对策中图分类号：TQ050.9；TH17文献标识码：A文章编号：1009-3281（2017）01-0042-004化工行业生产设备与各种工艺介质接触，由于后送入环化塔。环化塔顶部精馏出的气体，进入环化发生各种作用造成设备腐蚀。金属腐蚀是设备失效的塔预热器壳程中，与进预混合器前的二氯丙醇溶液进主要原因之一，它直接或间接地造成巨大的经济损行预热交换，壳程气相获得一定程度的冷凝，然后在[1]失，甚至会引起严重事故。冷凝器中被进一步冷凝和降温，冷凝液最后进入分相[2]高温氯化法制取氯丙烯工艺装置流程中，来自罐，部分经回流进环化塔。环化塔预热器主要技术氯

3、醇槽中的二氯丙醇溶液，通过环化塔预热器列管预参数见表1。热后，与15%的石灰乳溶液在预混合器中充分混合表1环化塔预热器主要技术参数Table1Technicalparametersofheatexchanger-1设计数据材质壁厚/mm腐蚀速率/(mm·a)温度/℃压力/MPa工艺参数介质温度/℃压力/MPa二氯丙醇+环16MnR复合管箱151.51151.08壳程氧氯丙烷+水103~950.25Monel蒸气16MnR复合筒体151.51300.3Monel二氯丙醇换热管C-276201301.08管程44~850.9水溶液[3]1环化塔预热器腐蚀情

4、况验室模拟实验的办法进行验证。2.1介质分析数据环化塔预热器由于介质二氯丙醇+环氧氯丙烷环化塔预热器管程介质分析数据为：0.95%HCl、+水蒸汽在有氯离子存在的情况下，实际运行中遭遇3.4%二氯丙醇、95.3%水分，温度40~80℃，pH＜1.0，了强烈的腐蚀。环化塔预热器封头、换热管与管板焊-其中Cl含量高达830μg/g。生产过程中，检验该设缝处腐蚀很严重，且腐蚀很不均匀。备管程介质中，铁含量增量平均为2.79μg/g。2腐蚀机理分析环化塔预热器壳程介质分析数据为：0.81%二氯丙醇、24.3%环氧氯丙烷、温度由103℃降为95为了查找环化塔预热

5、器腐蚀原因，采取相应防收稿日期：2016-09-23护措施，减缓设备腐蚀速度。从腐蚀机理研究分析需作者简介：周献民（1976—），男，湖南长沙人，工程师。主要研要从被腐蚀的材料、介质和工艺条件等入手，采用实究方向：金属材料无损评价、特种设备失效分析。2017年2月周献民，等.环化塔预热器腐蚀机理分析与对策·43·-℃。pH值为7.2，其中Cl含量可达1μg/g，水含量为72.1%。2.2外观腐蚀检查从历次检修和腐蚀情况看，环化塔预热器封头、换热管与管板焊缝处腐蚀严重，形成深浅不一的坑蚀和深孔，焊缝口常有腐蚀产物覆盖。根据铁元素分析结果，认定物料中的铁增

6、量来图2紫铜镀镍15µm腐蚀24h后的照片自列管内表面的腐蚀携带。Fig.2CorrosionmorphologyofCucoated15µmNiafter24hour根据取样腐蚀产物的分析，腐蚀产物中含有大量的氯化物，说明二氯丙醇溶液中的氯化氢参加了化的腐蚀产物产生。由于二氯丙醇腐蚀介质中有氯离子学反应，初步判定腐蚀机理为盐酸腐蚀。的存在，该结果可以说明紫铜镀镍板比哈氏合金更耐根据文献资料和多年的生产实践表明，采用钛氯离子腐蚀。材、哈氏C合金、蒙乃尔材质的设备均是耐盐酸腐2.3.2不同材质挂片在二氯丙醇介质中腐蚀试验结果[4]蚀的可选材质。环化塔预热

7、器选用了哈氏C合金、为了扩大可供选择的材料范围，进一步比较不蒙乃尔复合材质制造，较之钛材来说是高等级用材设同材料在二氯丙醇腐蚀介质中的耐蚀能力，研究了计，但从使用效果来看，设备耐腐蚀能力太差。钛、304不锈钢、316L不锈钢、英科耐尔、蒙乃尔、从设备的制造厂查验制造资料，其化学成分、紫铜+镍磷涂层、304不锈钢+镍磷镀层和304不锈材料力学性能、焊接工艺控制都基本符合要求。环化钢与哈氏合金两块相接触后不同挂片在二氯丙醇介塔预热器在此介质下的腐蚀机理，尚待进一步深入分质中的腐蚀失重实验，数据见表2。析，方可为防腐提供准确的策略。表2二氯丙醇溶液介质腐蚀报

8、告2.3模拟腐蚀分析Table2Corrosionrateofseveralmaterials