重油催化装置膨胀节腐蚀原因分析及对策.pdf

《重油催化装置膨胀节腐蚀原因分析及对策.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第37卷第1期化工机械115重油催化装置膨胀节腐蚀原因分析及对策唐卫兵+王自军(玉门油田炼油厂)摘要分析了某厂重油催化裂化(IiFCCU)装置斜管、烟机出口和热工烟道膨胀节泄漏的原因，提出相应的预防措施，为装置的长周期平稳运行奠定基础。关键词催化裂化装置膨胀节露点腐蚀应力中图分类号TQ055．8文献标识码B文章编号0254-6094(2010)01-0115-03某厂800kt／a重油催化装置于2004年底实现扩能改造，2005年1月一次开车成功。近年来随着加工高硫原油比例和催化裂化装置掺炼渣油比重的加大，导致烟气的腐蚀性大大增加。装置运行3年多以来，

2、由于高温烟气的腐蚀作用，造成装置多处膨胀节穿孔和开裂，严重时因此而停工。造成高温烟气腐蚀设备的成因很多，现以重油催化装置的膨胀节腐蚀现状为例进行说明和分析。1膨胀节泄漏原因分析1．1露点腐蚀随着该厂加工塔指和青西原油比例逐年增多，原油含盐量、密度及粘度也在逐年增大，原油性质日益恶化，直接导致了后续催化装置的高剂耗和设备腐蚀。催化装置余热锅炉热工烟道膨胀节和烟机出口膨胀节先后在2006年3月和7月发现有两组下部腐蚀穿孔，并有绿、黄色结晶物附着在膨胀节管壁上，如图1所示。图1催化余热锅炉烟道膨胀节腐蚀状况对结晶物和泄漏烟气做了分析，结果显示结晶物主要是硫酸

3、盐和硝酸盐(pH值2．9—3．2)，具体成分见表1，而烟气中的确有硫化物和氮化物存在。经确定该腐蚀属于典型的露点腐蚀。表1腐蚀结晶物成分分析％成分CuS04A12(S04)，cu(N03)2FeSO．不溶物其他含量45．34．335．9629．87．3412．9通过现场的检测显示，膨胀节表面壁温低至40～80℃，而强腐蚀性环境(硫酸腐蚀、硝酸腐蚀以及连多硫酸腐蚀)和管道内水蒸气的存在完全满足露点腐蚀的条件。露点腐蚀的腐蚀面较广，一旦有一处出现腐蚀穿孔，周围金属壁的腐蚀已经十分严重，给补焊整改带来很大的困难。该膨胀节发生泄漏之后，采取措施对漏点补焊，没有

4、效果，只得在装置停车大检修时进行更换。1．2催化剂沉积加速腐蚀从再生系统旋风分离器中出来的烟气含有坚硬的催化剂细粉颗粒。由于这些细粉颗粒在烟气抽力的带动下，不断冲刷烟气流道和膨胀节管壁。如果在旋风分离器工况不好的情况下，烟气中夹带的催化剂细粉颗粒就会更多，管壁的磨损冲刷也会更严重，催化剂也就更容易通过膨胀节的倒流筒缝隙进入到膨胀节管壁，在其下部堆积、磨损(图2)。·唐卫兵，男，1979年7月生，工程师。甘肃省玉门市，735200。116化工机械2010矩膨胀节下部腐蚀k。厂＼厂^、曩厂、

5、厂、I．图2烟道膨胀节腐蚀情形在这种情况下，一方面，由于催化剂颗

6、粒对膨胀节的管壁有磨损侵蚀；另一方面，催化剂颗粒的堆积物会导致膨胀节管壁，特别是中下部的壁温下降很多而形成低温部位。既冲蚀减薄，又诱发露点腐蚀，当然更容易发生泄漏甚至穿孔。催化剂的堆积腐蚀更容易发生在水平和倾斜的膨胀节和管道上，而不是在立式膨胀节上。在水平和倾斜的膨胀节和管道上，也主要集中在管道或设备的下部和中下部。1．3设计制造不合理设计制造问题主要反映在膨胀节内部导流筒衬里和隔热层的厚度是否得当，波纹管的选材是否恰当，以及制造厂商是否遵照了设计的技术要求等。1．3．1衬里和隔热层厚度大部分膨胀节为了应对磨损，在结构上都带有高耐磨衬里，一定程度上降低

7、了催化剂对波纹管和内筒的磨损腐蚀，膨胀节管壁得到了一定的保护，但同时衬里也是一个隔热层，它的厚度对外部的波纹管壁温有直接影响。另外，波纹管和内筒间的隔热层厚度也对波纹管壁温影响很大。如果耐磨层厚度太厚，波纹管壁温就会降低，壁温低则容易发生露点腐蚀；如果耐磨层厚度过薄，波纹管壁温就会显著上升，壁温高则容易发生热应力腐蚀开裂。依据烟气的温度重新确定内隔热的材料不锈钢丝网包陶纤毡的厚度，由以前的lOOmm改为80ram，该膨胀节投用后，壁温值有显著升高，相同周期尚未发现有露点腐蚀。1．3．2膨胀节选材2007年7月，发现烟机入口的万向铰链膨胀节铰链板弯曲变形

8、。测量检查时，发现铰链板由设计的16ram改为12ram，无法满足实际工况要求。2008年3月，先后发现第一再生斜管两组膨胀节和循环斜管膨胀节发生泄漏，装置紧急停车抢修。期间，对斜管膨胀节材料进行再检验。检验报告(表2)发现原制造厂对设计要求的材料降低了一个级别，由原来的Inconel625改为In—eoloy800。表2烟机出口膨胀节材料分析％成分C0．060．07NbCuFeAlO．020．0241．30O．29O．020．0246．890．28lnconel625Ineolov800表2显示，Incoloy800合金中金属Cr和Ni的含量大幅下降

9、，无法满足斜管处膨胀节的耐高温、耐硫腐蚀的严格要求，导致其过早失效。1．4应力破坏导致膨胀节腐