焦化装置硫腐蚀危害及对策.doc

焦化装置硫腐蚀危害及对策茂名石化延迟焦化装置建于1971年，原制定能力为30×104t/a，制定原料为胜利渣油。经过多年的技术改造，装置由原单炉双塔流程改为双炉四塔流程，处理能力也提升为60×104t/a。随着进口含硫、高含硫原油比例的逐年增加，焦化装置面临的腐蚀环境不断恶化，设备、管道故障增加，腐蚀泄漏造成的各类事故也有上升的趋势，形势十分严峻。因此，解决焦化硫腐蚀问题对装置的影响尤为重要。本文报道了茂名石化公司延迟焦化装置在加工高含硫原料过程中的硫腐蚀危害、硫腐蚀原因分析，以及所采用的减少硫腐蚀的防范措施等。1焦化装置原料含硫量及其危害茂名石化公司近几年加工高含硫原油数量不断增加，且含硫量不断升高，炼制高〔含〕硫原油比例超过80%，年处理量超过1×104t。延迟焦化装置是使减压渣油裂解，生成轻质油、中间馏分油和焦炭的一个重要装置。由于该装置是将重质油在管式炉中加热，采纳高的流速〔炉子注水或注气〕及高的热强度〔炉出口温度500℃〕，使油品在加热炉中短时间内达到焦化反应所需的温度，然后迅速离开加热炉，进入焦炭塔，从而使焦化反应不在加热炉中进行，而延迟到焦炭塔中进行，而被称为延迟焦化。茂名分公司焦化装置的原料以蒸馏减底渣油为主，均为高含硫渣油，2001年含硫状况见表1。表14套蒸馏装置减压馏分硫分布状况质量分数，%装置原料减顶减一减二减三减四减五减底一蒸馏--二蒸馏--三蒸馏--四蒸馏焦化装置原料制定含硫为不大于3.5%，由表1可以看出，2001年装置原料平均含硫3.96%，最高含硫达到4.55%。由于加工高含硫原油的数量不断增加，90年代中期以来，装置处在满负荷、高含硫条件下长周期运行，设备管线介质含硫高、流速快，腐蚀加重，尤其是高温硫化物腐蚀更为了严重。又由于焦化装置操作温度较高，一旦泄漏很容易引起着火爆炸事故。1998年6月22日，焦化装置在处理停电事故时，由于泵-4出口后法兰〔Dg150〕与管线连接焊缝突然断裂，380℃×104。事故原因为装置原料含硫超过制定值，管线减薄严重。泵-4出口整条管线按制定图纸应为Cr5Mo,而实际上却是碳钢10、20与Cr5Mo混用，碳钢10与20连接处用奥302焊条，由于碳钢10、20不耐高温含硫油的腐蚀，不耐冲刷磨损，在热影响区受焦粉冲刷磨损严重减薄，泵-4出口法兰后大小头原厚度为6mm，管线断裂后对断口处检测，最薄处只有0.6mm。2000年6月16日，炼油厂焦化车间在实施炉-1降量过程中，炉-2分支阀前大小头〔Φ219mm×159mm×12mm〕处突然爆裂，大量的370℃×104元。事故原因与“6·22〞事故相似。2焦化装置硫腐蚀及原因分析延迟焦化过程要将油品两次加热，因此，在焦化装置中高温部位较多，主要腐蚀为典型的高温硫腐蚀，如分馏塔250℃以上的侧线、循环线、从分馏塔经进料泵、加热炉至焦炭塔的高温渣油线及焦炭塔底拿油线等。硫的分布主要集中于重质馏分和气体中，这两部分的硫腐蚀十分严重。2000年焦化装置的汽油线腐蚀速率达1.6mm/a，加热炉到焦炭塔的转油线腐蚀速率达到1.33mm/a，原料进料线的腐蚀速率达到1.55mm/a。2002年焦化装置管线测厚状况说明：①温度越高，腐蚀速率越大；②管内介质流速越大，腐蚀越严重；③弯头、大小头、三通、设备进出口接管等易产生湍流、涡流部位，腐蚀速率高；④直管段腐蚀速率最小；⑤高温下碳钢腐蚀速率较大。近几年来，焦化装置因腐蚀穿孔泄漏的事件频频发生，表2为2001~2002年焦化装置的腐蚀状况。由表2可知，焦化装置泄漏事件的主要原因是高温硫腐蚀、低温硫腐蚀及露点腐蚀等。表22001~2002年设备、管线腐蚀泄漏状况统计装置日期部位原因焦化塔-2一层回流孔板引线高温S及H2S腐蚀焦化容-2浮筒液位计引出管低温下湿H2S腐蚀焦化脱硫容-15压力表引管低温下湿H2S腐蚀焦化塔-1放水线低温下湿H2S腐蚀焦化塔-1/1转油线热偶套高温S及H2S焦化炉-1对流室注水管露点腐蚀焦化容-1放空线弯头低温下湿H2S腐蚀焦化炉-2对流室注水管露点腐蚀焦化炉-1对流室注水管露点腐蚀焦化容-1放空线弯头低温下湿H2S腐蚀焦化炉-2对流室注水管露点腐蚀高温硫化物的腐蚀是指温度在240℃以上硫、硫化氢和硫醇形成的腐蚀，如延迟焦化装置主分馏塔的下部腐蚀等。在高温条件下，活性硫与金属直接反应，表现为均匀腐蚀，其中以硫化氢的腐蚀性最强.高温硫腐蚀的影响因素主要有温度、硫化氢浓度、介质流速、材质及介质流动状态等。a)温度：由于焦化经过近500℃的高温段，原料中的非活性硫化物经过充分的分解生成硫化氢，硫化氢又分解生成单质硫和硫醇．其活性硫含量剧增，腐蚀性增大，温度越高，腐蚀速率越大。b)硫化氢浓度：硫化氢是所有活性硫化物中腐蚀性最大的，硫化氢浓度越高，腐蚀越严重．c)介质流速：流速