加氫裝置FeS的危害及對策措施

1、its cold, im afraid of turning on the lights in the dark, listening to music alone, going for a run when my heart is congested, and eating when im pretentious.同學(xué)互助一起進(jìn)步（頁眉可刪）加氫裝置fes的危害及對策措施 前言 與滿足新的排放標(biāo)準(zhǔn)的清潔燃料相比，目前我國汽油產(chǎn)品質(zhì)量總體表現(xiàn)為硫含量和烯烴含量高，柴油產(chǎn)品質(zhì)量總體表現(xiàn)為硫、芳烴含量較高，密度大而十六烷值低。相關(guān)的加氫技術(shù)可以直接生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)石油化工原料和清潔燃料，因而受到眾多煉油企

2、業(yè)的重視和青睞。隨著煉廠加工高硫原油比例的增大，加氫裝置脫硫深度的提高，硫?qū)託溲b置設(shè)備的腐蝕也日趨嚴(yán)重，其腐蝕產(chǎn)物多以fes的形式出現(xiàn)。因此，消除fes的危害對提高加氫裝置的運行質(zhì)量和運行安全十分重要。 1 fes的形成 隨著石化企業(yè)加工原油中硫含量的增加，系統(tǒng)中h2s含量亦隨之增加。依加工低硫而設(shè)計的設(shè)備、容器受高溫硫和h2s腐蝕加劇，高溫硫和h2s腐蝕均生成黑色的fes，fes很致密，但系統(tǒng)有氫氣存在時，氫氣會穿透fes膜，使致密的fes膜遭到破壞，從而裸露出新的金屬，導(dǎo)致腐蝕不斷向縱深發(fā)展。如此反復(fù)作用，便形成大量層狀的fes腐蝕產(chǎn)物。 加氫裝置的分餾系統(tǒng)由于水和硫化氫共存而引起硫化氫

3、腐蝕。濕硫化氫環(huán)境被稱作酸性，美國腐蝕工程師國際協(xié)會(nace)對h2s環(huán)境的定義為：在煉油工藝過程中，水相中的h2s50g/g。但引起腐蝕開裂所需的水相中的h2s臨界濃度并不十分肯定。碳鋼及低合金鋼在250以下的無水硫化氫中基本不腐蝕，而當(dāng)有水共存時對金屬將產(chǎn)生明顯的腐蝕。硫化氫在水中發(fā)生離解，濕h2s環(huán)境碳鋼及低合金鋼的設(shè)備和管道的腐蝕是一種電化學(xué)反應(yīng)過程，其結(jié)果導(dǎo)致fes的生成。 2 fes的危害 21 fes自燃 由燃燒的定義可知，燃燒需具備三個條件：有可燃物存在、有助燃物存在、有能導(dǎo)致燃燒的能量。金屬受h2s或高溫s腐蝕后，生成fes。fes遇到空氣后，便會發(fā)生氧化反應(yīng)，鐵的硫化物氧

4、化反應(yīng)放出大量的熱，而fes層狀結(jié)構(gòu)的存在，將不利于熱量的散失，從而構(gòu)成了高溫?zé)嵩础?fes在常溫下迅速氧化自燃，自燃時不發(fā)生火焰，只是發(fā)熱到熾熱狀態(tài)。當(dāng)達(dá)到一定溫度時可引起其他物質(zhì)燃燒，損壞設(shè)備材質(zhì)。近年來，國內(nèi)多套裝置相繼發(fā)生fes自燃損壞設(shè)備事件。 22 形成連多硫酸腐蝕 裝置在停工期間，殘留在設(shè)備及管道中的硫化物遇水和空氣中的氧反應(yīng)生成連多硫酸，導(dǎo)致設(shè)備及管道的腐蝕。通常反應(yīng)器的操作溫度在370415，而奧氏體不銹鋼的敏化溫度在430以上，因此在正常過程中，復(fù)合奧氏體不銹鋼不會被敏化?？墒窃诓僮鞒瑴鼗蛟诤附訒r，可能局部被敏化且殘余應(yīng)力，所以一般認(rèn)為奧氏體不銹鋼處于敏化狀態(tài)。奧氏體不銹鋼

5、處于敏化狀態(tài)或在使用過程中在晶界附近產(chǎn)生鉻的碳化物沉淀(cr23c6)，會造成晶界附近嚴(yán)重貧鉻。加氫裝置停工檢修期間，反應(yīng)器中硫化物、水、氫氣這三種成分都具備，金屬硫化物水解形成連多硫酸。在拉應(yīng)力和連多硫酸的共同作用下，奧氏體不銹鋼在敏化區(qū)域首先發(fā)生連多硫酸晶間腐蝕，接著由于應(yīng)力的存在，設(shè)備會在這些最薄弱的區(qū)域發(fā)生連多硫酸應(yīng)力的腐蝕開裂。 23 床層壓降上升 進(jìn)入反應(yīng)器的fes有兩個來源。一是由原料油帶入的，原料中的機(jī)械雜質(zhì)和金屬或循環(huán)油帶來的分餾部分的fes會在精制反應(yīng)器一床層沉積。二是含鐵離子的原料通過一段催化劑床層，原料中具有很高反應(yīng)活性的含鐵有機(jī)化合物就很容易轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的烴類和fes，

6、沉積在催化劑的孔道內(nèi)及外表面，其危害是導(dǎo)致催化劑活性衰減，床層孔隙率降低，壓降升高，縮短運行周期。 24 分餾系統(tǒng)管路堵塞 加氫裝置的循環(huán)油系統(tǒng)、分餾塔及脫丁烷塔頂餾出和回流系統(tǒng)多次出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，拆下泵入口濾網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)已被垢物堵死。從垢物分析結(jié)果看，垢物組成主要是fes。通過采集原料油與循環(huán)油進(jìn)行鐵化合物的來源分析發(fā)現(xiàn)，循環(huán)油中的鐵化合物要比原料中多得多。從裝置的流程上分析，造成鐵化合物含量增加的唯一可能就是腐蝕。因為反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備部分材質(zhì)是奧氏體不銹鋼，因此產(chǎn)生腐蝕的可能性較小，腐蝕最多的應(yīng)該是分餾系統(tǒng)。脫丁烷塔操作不正常造成分餾系統(tǒng)腐蝕及產(chǎn)品硫含量升高，導(dǎo)致設(shè)備腐蝕。 3 對策措施 31

7、減少物料中硫含量 在原油質(zhì)量已經(jīng)發(fā)生極大變化的現(xiàn)實情況下，在能源燃料向無硫化方向發(fā)展的大趨勢下，原料中的硫含量過高，不僅增加了相關(guān)裝置有害氣體的排放量，而且對裝置的防腐提出更高的要求。在運行過程中，可以根據(jù)原油含硫量的不同采取不同的摻煉比例，保證加氫原料含硫量的穩(wěn)定，并保證原料有適當(dāng)?shù)某两得撍畷r間。 32 隔離保護(hù)法防止自燃 化工設(shè)備中的fes自燃，主要是檢修過程中打開設(shè)備或設(shè)備運行期間由于壓力變化致使附著在設(shè)備表面的fes與空氣接觸，發(fā)生自燃。隔離法可分氮封法、水封法等等。氮封法是利用氮氣將設(shè)備內(nèi)的fes與空氣隔離開，此法適用于無需檢修、檢測的設(shè)備和運行的儲罐。水封法是將設(shè)備內(nèi)充滿水，防止f

8、es與空氣接觸，此法適用于停工后暫時不能檢修的設(shè)備，例如高壓分離罐、低壓分離罐、分餾塔回流罐等設(shè)備。 33 鈍化法和設(shè)備清洗除去fes 設(shè)備清洗一般分為機(jī)械清洗和化學(xué)清洗，清洗法簡便有效，成本較低，對環(huán)保有利。鈍化法是通過化學(xué)藥劑將容易自燃的fes轉(zhuǎn)化成比較穩(wěn)定的化合物，但成本較高，而且不能完全除去fes。目前常用的鈍化法實際上是清洗法和鈍化法的結(jié)合，實現(xiàn)一邊鈍化一邊清洗。 34 加強(qiáng)檢查和防腐 對于有fes的塔器、反應(yīng)器等設(shè)備，在設(shè)備停用、吹掃結(jié)束后要密切觀察，加強(qiáng)檢查。一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備壁溫升高、冒煙等現(xiàn)象，要立即采取通蒸汽、氮氣或噴水等處理措施。可定期在塔器、冷換設(shè)備、儲罐的內(nèi)壁涂刷防止硫腐蝕

9、的涂料。例如，在分餾塔頂精餾段、塔頂回流罐、污水汽提塔等部位采用噴砂處理，刷防腐漆效果較好。防腐時應(yīng)注意介質(zhì)的溫度并分析腐蝕原因后選擇防腐漆的牌號。向分餾塔頂注入緩蝕劑，如kt407、sf121b，能有效地減輕對空冷器管束、管線等設(shè)備的腐蝕。 35 防止連多硫酸的腐蝕 在加氫裝置停工時，應(yīng)立即按nace標(biāo)準(zhǔn)rp0170“煉油廠停工期間奧氏體不銹鋼設(shè)備連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂的預(yù)防”要求和步驟進(jìn)行。對于短期停工，如循環(huán)氫壓縮機(jī)、加熱爐等的搶修，將反應(yīng)器內(nèi)充氮氣保持正壓，并將反應(yīng)器溫度維持在較高水平，如100以上；如果停工大修，卸劑時采用氮氣保護(hù)，內(nèi)構(gòu)件采用3蘇打水浸泡，反應(yīng)器內(nèi)壁采用3蘇打水浸泡或噴淋，水中的氯離子含量小于5010-6。 36 設(shè)備結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和材料升級 分餾塔、脫丁烷塔內(nèi)壁精餾段腐蝕機(jī)理為低溫h2s腐蝕，必須將存在液態(tài)水的部位更換為復(fù)合鋼板。內(nèi)件選用304不銹鋼，抗高溫h2s腐蝕(提餾段)和低溫h2s腐蝕(精餾段)。反應(yīng)進(jìn)料及加熱爐對流段爐管、輻射段爐管、爐出口管線，由原來的碳鋼和125cr05mo升級為cr5mo或0cr18ni9ti。空冷器管束采用滲鈦管材，粗汽油管線采用滲鋁管材等等。 4