HF烷基化装置塔顶空冷器腐蚀及防护.pdf

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1、2013年第3O卷第1期石油化工腐蚀与防护CORROSION＆PROTECTIONINPETROCHEMICAIINDUSTRY专论HF烷基化装置塔顶空冷器腐蚀及防护王雪峰(中国石化集团金陵有限责任公司，江苏南京210046)摘要：某化工厂HF酸再生及提馏塔顶混合物空冷器在使用过程中因介质及温度变化，造成管束内腐蚀和严重结垢，装置被迫多次非计划停车对泄漏点进行处理，严重影响到装置的平稳运行。从HF酸对碳钢材料的腐蚀机理着手，结合工艺流程、运行参数等进行分析，发现空冷器入口两股物料参数不一致，特别是温

2、度、含水量的变化是造成HF酸腐蚀剧烈的主因。通过合理的流程优化方案，将两股不同物料分开进行冷却，对高品位的热源进行能量回收，并利用装置停工检修的机会实施了改造。运行2a来，有效地解决了空冷器管束腐蚀，同时还达到了节能降耗的目的。关键词：HF酸空冷器腐蚀参数流程优化中图分类号：TE986文献标识码：A文章编号：1007—015X(2013)0l一0031—02某烷基化装置使用80年代引进的UOP技将降低。术，以液态氢氟酸为催化剂，苯和直链烯烃反应，研究资料[3]显示，HF酸中水含量、HF酸的生产烷基苯

3、。HF酸循环使用，通过再生塔(c一温度、HF酸中的氧含量等因素对碳钢材料的腐402)和提馏塔(C-403)，实现氢氟酸的提纯及反蚀均有影响。应物与氢氟酸的分离。C-402与C-403共用塔顶1991年，对装置临HF酸腐蚀进行调查。冷却器(E-409AB)，装置运行28a来常出现空气测定了水质量分数为0．3％时，碳钢材料在冷却器人口分配管及空气冷却器管束腐蚀泄漏失不同温度的99．8％HF酸中的腐蚀速率(见表效。统计显示，E-409AB累计更换16次，寿命在1)。2a左右，设备更新费高，影响装置长周期运

4、行，特表1碳钢材料在不同温度的HF酸中腐蚀速率别在使用后期，空冷管束内结垢，冷却能力不足，Table1CorrosionrateofsteelatdifferentHFtemperature制约装置的生产负荷。mm／a1HF酸对碳钢材料的腐蚀C-402，C-403顶出料管道材质均为20号钢，空冷管束材质为10号钢，规格25mm×2．5mm，空冷为三管程。表1显示，碳钢在氢氟酸环境中，其腐蚀速率有资料_l介绍，对E-409管束进行分析，垢随温度的升高而加快，在使用温度超过65℃时，物主要有FeF：，F

5、e：0和重油沉积物等组成，垢的碳钢的腐蚀速率急剧增大。传热系数仅为钢的1／20。从管束内去除垢后基另有研究显示：碳钢在水质量分数为0．3％体表面腐蚀情况可确定：HF酸对管束的腐蚀为的HF酸中，当温度大于65cI=时，腐蚀速度呈直均匀腐蚀。线上升趋势，在65℃以下其腐蚀速度较低。碳钢设备在无水HF环境中腐蚀速度很低，不同浓度的HF酸在不同温度下对碳钢材料21℃时对碳钢的腐蚀速度仅为0．08mm／a。实的腐蚀数据见表2。际生产中HF酸中存在微量水，腐蚀会按照电化学过程进行，即阳极产生金属溶解，阴极析出收

6、稿日期：2012—10—08；修改稿收到日期：2012—11—10。氢。反应产物形成的氧化膜能阻止腐蚀，氧化作者简介：王雪峰，金陵石化烷基苯厂从事设备管理工作。膜与金属材料附着牢固，则HF酸对金属的腐蚀E-mail：Wangxf．jlsh@sinopec．tom31表2碳钢在不同条件下HF酸中腐蚀速率HF酸对碳钢材料的腐蚀速度大，直接造成空冷Table2Corrosionrateofcarbonsteelat器人口管线及部分高温空冷器管束腐蚀穿孔、differenttemperaturemm／a失效

7、。(2)HF酸中水含量增加，临HF酸碳钢的腐蚀速度将增大，反应器沉积罐顶部出料到C403进行分馏，底部出料到C402提纯，两路物料质量流量比约为15：1。而物料中所含水，经C-403提馏，在塔顶积聚。C-403塔顶出料与C-402顶高浓度HF酸汇合，造成进入空冷器管束物料含水量增加，对碳钢材料的腐蚀急剧增大。注：10号钢取025mm×2．5mm空冷管束管(3)C403、C-402顶主要成分为不同浓度的HF酸，温度不同的两股物料?昆合，引起不同物料表2数据证明，随着水含量的增加，HF酸对在不同温度点气

8、液相变化，冲刷碳钢表面的氧化碳钢材料的腐蚀速度逐步增大。60℃时，HF酸物保护膜，使其脱落，碳钢耐HF酸腐蚀能力急剧中H0水质量分数小于1％时，腐蚀速度变化不减弱。大，而水质量分数大于1．5％时，对碳钢材料的腐蚀急速增加。2措施在生产过程中要求严格控制HF酸中水含曾在20世纪初期，将E-409入口两股物料汇量，但水含量过低，会使反应系统内液态物料形成合处的管件和管线进行材质更换，更换为蒙乃尔稳定的乳化状态，不易凝聚分层，影响工艺操作，400的堆焊复合材料或内衬四氟材料