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石油化工腐蚀与防护

装置·设备 2 0 0 0 , 1 7 ( 4 ) · 1 5 ·
制氢装置净化系统设备腐蚀与防护
关新国
辽河油田石化总厂制氢车间(辽宁省盘锦市 124022)
摘要:通过对制氢净化脱碳系统腐蚀机理及原因分析,指出该系统的腐蚀是由碱液全面腐蚀、应力腐蚀、
冲蚀和湿 CO2 腐蚀所引起。提出选用 0Cr18Ni9Ti 填料、涂衬环氧玻璃布和进行优化操作可使腐蚀得到有效控
制。
关键词:制氢净化脱碳系统腐蚀 0Cr18Ni9Ti 环氧玻璃布优化操作
辽河油田石化总厂 1 × 104Nm3/ h 制氢装置是防护层涂料大面积脱落。
以天然气为原料的轻烃水蒸气—化学吸附制氢,于 1. 5 冷换设备
1995 年 11 月建成并投入使用。在设计中,装置在再生塔底重沸器 E106 管束材质为
设备材质和防腐蚀工艺方面作了许多考虑,但经过 0Cr18Ni9Ti ,管板为 16MnR + 0Cr18Ni11Ti 复合板,
四个周期的运行后,仍然暴露出一些腐蚀问题,尤但在 1997 、1998 年生产中先后有两个管在管束与
其在 1998 年生产中净化脱碳系统经常出现拦液、管板焊胀处出现间隙腐蚀裂纹穿孔。
起泡等现象,影响装置稳定生产及产品质量。为防 CO2 空冷器 E115 材质为铝, 1995 年开工及
止溶液带入后部甲烷化系统、造成催化剂损坏及装 1997 年生产中 4 台管束共有 86 根管泄漏,管与管
置停工等恶性事故发生,在认真分析了净化系统设板焊胀处有百余处裂纹,有的已经穿透出现裂缝。
备腐蚀原因的基础上,采取了针对性措施避免了设
备进一步腐蚀。 2 腐蚀机理及原因分析
腐蚀现状
1 2. 1 净化脱碳系统的主要腐蚀类型与机理
(1) 碳酸钾溶液的全面腐蚀
1. 1 脱 CO2 吸收塔及再生塔 2 - -
碳酸钾溶液中主要有 CO3 和 HCO3 ,其中
脱 CO2 吸收塔中部Φ50mm × 50mm × 0. 8mm 碳- 2 -
HCO3 的腐蚀作用要强于 CO3 。
钢填料及再生塔中部Φ38mm × 38mm × 0. 8mm 及
阳极反应: Fe →Fe2 + + 2e
Φ
50mm × 50mm × 0. 8mm 碳钢填料呈现坑蚀麻点形+
阴极反应:2H + 2e = H2 ↑
态,碳钢支撑、气液分配盘等内件出现锈皮脱碳层。
Fe2 + + CO 2 - →FeCO ↓
1. 2 贫液泵及半贫液泵 3 3
2 + - →( )
贫液泵 P102A/ B 叶轮、口环呈现坑蚀麻点形 Fe + 2HCO3 Fe HCO3 2
→
态,半贫液泵 P103A/ B 除叶轮锈蚀外,级间衬套和 FeCO3 + H2O + CO2
该系统属氢去极化的酸溶解性全面腐蚀。
轴套锈蚀减薄,间隙增大,引起泵振动,严重时 5~
7 天就得进行级间衬套和轴套更换,而且 P102B 、(2) 应力腐蚀
P103A 泵壳各出现一次砂眼渗碱。因碳酸钾溶液显碱性,故存在应力腐蚀。
1. 3 阀门(3) 碱液的冲刷腐蚀
贫液泵 P102A/ B 出口碳钢阀及调节阀组三个由于碱液流速太高形成湍流和冲击,或碱液中
碳钢阀在 1