煤焦油加工装置设备的防腐蚀对策_张建宁.pdf

煤焦油加工装置设备的防腐蚀对策张建宁（河南博海化工有限公司，河南 济源）摘 要：为了预防并处理煤焦油加工装置设备的腐蚀现象，本文针对煤焦油加工装置设备使用中的腐蚀情况进行重点分析，结合大型煤焦油加工装置设备，提出要优化设备结构与材质，加强对设备使用中的定期管理与维护。关键词：煤焦油加工装置；电化学腐蚀；防腐蚀中图分类号：；文献标识码：文章编号：（）万 煤焦油加工装置是当前煤焦油加工中常见的设备之一，采用常压连续蒸馏技术，主要技术工序为焦油蒸馏、精萘、粗酚、洗油蒸馏、改质沥青等，应用焦油精制技术。煤焦油加工装置在长期使用以及各种特殊要素的作用下，容易出现腐蚀现象，对煤焦油加工工艺的正常运行不利。装置设备使用过程中如出现多次腐蚀泄漏，必须停机检修，为此要求积极分析设备腐蚀原因。在生产过程中应当充分重视泄漏现象，予以及时处理，采取改进措施。通过科学预防，能及时预测并发现煤焦油加工装置设备腐蚀现象。煤焦油加工装置设备常见腐蚀煤焦油加工装置容易出现腐蚀现象，常见的表现包括晶间腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀、冲刷腐蚀等。我公司为防止设备腐蚀，在一段泵前加入 浓度的碳酸钠，用来消除焦油中的氯离子，但下游沥青用户对沥青中钠离子含量要求较高，碳酸钠加入量受到限制，使一、二次塔及馏分塔塔盘与管道腐蚀现象严重（见图、图），导致泄漏和塔盘损坏现象，焦油蒸馏系统中容易出现以下腐蚀现象。图 二次塔出口油气管道腐蚀减薄 图 馏分塔塔盘腐蚀浮阀脱落 电化学腐蚀焦油 中 易 造 成 设 备 腐 蚀 的 成 分 为 固 定 铵 盐（、等），是主要成分，进入焦油蒸馏系统之后，在高温作用下与焦油水分接触之后转化成、等离子，此类物质成为电化学腐蚀阴极反应的氧化剂与阳极反应活化剂，加上水成分的激发作用，为电化学腐蚀的产生提供了物质条件。电化学腐蚀在各项生产工艺中较为常见。化学腐蚀焦油在通过一次塔后，铵盐依然存在于焦油之中，在温度加热至 情况下，固定铵盐易分解为游离酸与氨气，产生的酸存在于焦油之中。一旦生产活动中的焦油存在水分，则容易腐蚀管道与设备，反应中的方程式表示如下：DOI:10.13487/ki.imce.022891（）（）（）（）（）（）（）（）冲刷腐蚀二次塔出口管道与弯头部位，在混合油气运动速度较大的情况下容易出现湍流。冲刷构件局部表面位置，容易导致冲刷腐蚀，加剧电化学腐蚀。同时，流体对表面形成了一定的切应力，剥离、带走腐蚀产物，进一步加剧了腐蚀现象。流体切应力能在一定程度上切除腐蚀部位，并让腐蚀作用发生在其他金属部位，扩大了流体应切力的腐蚀范围。在长期作用下，进一步扩大了腐蚀范围。晶间腐蚀不锈钢对晶间腐蚀具有较高的敏感性，容易出现组织改变，使晶粒与晶界出现电位差，联合晶粒与高温物料的作用容易导致晶间腐蚀现象。法兰及弯头的焊口处是晶间腐蚀主要部位，为法兰与弯头焊口位置，受热于焊接缺陷作用容易加剧晶间腐蚀问题。煤焦油加工装置设备腐蚀原因对设备腐蚀泄漏情况进行实地调查实践与研究，发现焦油蒸馏工序容易发生腐蚀的部位为二次塔入馏分塔管道，塔盘容易出现化学腐蚀、电化学腐蚀，泄漏的主要原因为 混合油气在入馏分塔前冲刷了管道弯头，使入塔 管道泄漏，导致腐蚀减薄现象。二次塔容易发生腐蚀的部位为氮气吹扫短接、测温、测压短接位置，易出现化学腐蚀、电化学腐蚀。在洗涤脱酚工序中，需加入稀碱溶液保持脱酚效果，系统整体运行温度保持在 左右。在此条件下，洗涤蒸吹釜、管道，换热器、一二次连洗器容易出现电化学腐蚀、晶间腐蚀、冲刷腐蚀、化学腐蚀等多个设备部位腐蚀泄漏现象，对设备性能造成不良影响。在萘精制工序中，由于初塔 环境下酚油及精塔 萘油冲刷腐蚀性较强，循环过程中气液混合流速有所增强，对管道、塔壁、塔盘、阀门、弯头等形成一定冲击，长期积累导致腐蚀现象。煤焦油加工装置设备防腐蚀对策煤焦油加工工艺中，腐蚀现象的出现具有非常不良的影响。为了保证生产顺利进行，应当在煤焦油加工工艺中及时采取多种防腐蚀措施，通过多种施工措施的联合运用缓解腐蚀现象。强化设备分级管理主要生产设备发生故障后和停机修理时，根据对安全、生产、质量、成本、环境等方面影响的程度与造成损失的大小及设备价值，将设备分为、三类：类为重点设备，是重点管理和维修的对象，应严格执行预防维修；类为主要设备，也应实施预防维修；类为一般设备，可以实行事后维修。利用分类管理方式，在停产检修时按照重要等级，构建全面的设备防腐蚀检查机制，实现防腐蚀作业的重点把控。例如，某厂设备分级管理机制见表。表 某厂不同类别设备分级管理设备等级 工艺管道 条 仪表设备 台 机械设备 台 阀门 个 类 类 类 建立设备与管道检测制度对设备与管道进行定期检修与维修，通过科学测算，得出设备与管道检测项目，掌握不同设备使用与维护特征，并构建管理制度。例如，超声波测厚仪，建立各类设备与管道检测制度，精准记录各检测点数据，对检测数据结果进行分析。结合不同设备的使用频率与使用要求，确定检测次数，实现对不同设备的精准检测，在综合分析之后确定适宜的检测点数，避免出现检测点数过多或过少的现象。例如，二次塔设置 个检测点，前塔温度、压力、液位短节设置 个检测点，一次塔温度、压力、液位短节 个检测点，二次塔向馏分塔拨料管道设置 个检测点，馏分塔温度、压力、液位短节设置 个检测点，初馏塔循环管道设置 个检测点，精镏塔设置 个检测点，萘塔循环管道设置 个检测点。对检测历史数据进行综合评估与分析，通过预处理措施防止设备进一步腐蚀，在设备或管道泄漏之前进行检修或更换。对二次塔向馏分塔拨料管道腐蚀情况进行检测，发现管道平均壁厚逐渐缩小，弯头处减薄严重，腐蚀速度变化。结合这一数值变动情况，制订周期大修计划，提前更换。设备防腐蚀模型和周期针对煤焦油加工设备使用与管理情况，将煤焦油加工装置设备防腐蚀检查与检修模型与设计数据管理情况相结合，制订设备防腐蚀模型周期。该设备防腐蚀模型属于 类设备，研究使用过程中产生的设备腐蚀问题，促进设备及管道检测、检查。制订设备防腐蚀模型周期，结合设备腐蚀情况，提出每年检修 次，每次检修，重点检查炉管、油气管道、沥青管道等易腐蚀部位减薄情况。改进设备易腐蚀部位材质和结构材质与结构是腐蚀产生的重要影响因素之一，要对设备与材质进行分析，判断设备容易被腐蚀的难易程度，结合容易被腐蚀的等级，对设备与材质进行改良。提高设备材质等级，从最容易腐蚀的部位着手，结合检测数据找出关键设备最容易腐蚀的部位，将原有材质替换为高等级材质，从材质管理层面上进行优化。在焦油加工装置中，二次塔为关键设备，对其设备检测过程中出现了多次泄漏现象，表现为局部腐蚀，处理难度较高，存在较大的危险性。为此，在处理中把二次塔频繁泄漏出口管道从原有的 钢材质改变为 材质，以解决设备腐蚀泄漏问题。在预算充足的情况下，将原有塔盘等易腐蚀部位替换为哈氏合金材质，材料改变之后的防腐蚀效果较为良好。结构型式也是产生腐蚀现象的重要影响要素之一。如改质沥青反应釜正火口加热部位，因与加热火焰直接接触，极易出现腐蚀减薄甚至变形开裂。为提高抗腐蚀能力，可在正对火口处增加挡板。利用旧反应釜釜体进行裁剪，也可以直接增加 材质挡板，避免煤气火焰直接接触反应釜本体，以此起到防腐蚀效果。实际使用后，釜体变形及腐蚀情况得到极大改善，反 应 釜 使 用 寿 命 由 原 来 的 延 长 到 左右。加强焦油原料预处理焦油中具有多种腐蚀因子，常见的例如硫氢化铵、氯化铵、硫酸铵等，均为可溶性盐类。通过化验分析检测焦油原料中的固定铵盐，适量配入碳酸钠，同时降低焦油水含量，达到预防腐蚀的效果。当前的生产工艺一般运用三相离心机脱出水分与焦油渣，充分加热静置脱水，将焦油水分含量控制在，降低腐蚀因子总量。通过以上设备防腐蚀措施，有效降低设备腐蚀泄漏次数，延长设备使用寿命，减少不必要的设备检修工作，取得了良好的效果。在煤焦油加工工艺中添加碳酸钠，碳酸钠能够与氧化钠产生化学反应，形成铵盐，钠盐的化学性能较为稳定，不易腐蚀。通过对煤焦油加工系统进行加碱处理，显著降低腐蚀现象，此类防腐技术操作较为便捷。结语通过对煤焦油加工装置设备腐蚀泄漏的跟踪与数据分析，得出针对设备腐蚀管理的以下策略：针对管道、阀门、设备等进行必要的检测，记录管道、设备等腐蚀劣化情况，总结设备运行中腐蚀现象出现的规律，并对此进行预防性检修或更换，为长周期安全生产提供保障。对部分管道与设备运行情况进行定期检查，精准判断设备腐蚀情况，构建模型进行分析，得出腐蚀现象出现的规律与周期，确定设备运行中的维修周期，及时预防设备与管道腐蚀现象，在检修工作中及时找出设备运行中存在的问题，并予以更换或者检修。在考虑经济投入的基础上，对管道材质以及易腐蚀的关键部位进行结构改进与优化，从材质与结构层面提升设备的耐腐蚀性能。从原料构成层面进行分析，通过一定措施降低焦油中的水分含量，采用机械式超级离心机脱出水分，将原料水分含量降至.。通过多项措施的联合运用，缓解煤焦油加工装置设备腐蚀泄漏现象，及时予以预防处理，为生产安全进行提供保障。参考文献：卫江煤焦油加工腐蚀机理及防腐技术探讨中国新技术新产品，（）：丁鹏，台秀梅，杜志平耐腐蚀超疏水超亲油不锈钢网的制备及其在油水分离过程中的应用日用化学工业，（）：田民格，曾俊，闫炜，等破乳剂在焦化厂循环氨水系统油水分离中的应用研究煤炭加工与综合利用，（）：郭双淇，班延鹏，杨英杰，等改性城市污泥灰对榆林煤热解挥发物的原位氧化催化裂解研究 现代化工，（）：章靖，黄通荣，王绩活性炭吸附煤焦油废水中有机物的试验条件探究煤质技术，（）：李腾，包良进，鲜亮，等超临界水氧化处理放射性废 煤油技术研究原子能科学技术，（）：程燕侠沸腾床加氢装置原料变化对催化剂中金属沉积的影响及应对措施中国石油和化工标准与质量，（）：史可人，魏惠敏，单晓艳，等焦炉副产品煤焦油深加工关键技术开发与产业化能源研究与管理，（）：徐英，王晓敏，张国杰，等固定床反应器中新疆黑山煤干馏焦油生成特性的实验研究山东化工，（）：作者简介：张建宁（），男，河南济源人，本科，助理工程师，研究方向：化工。