延迟焦化高温高硫油气管线失效分析研究

摘 要：伴随着世界范围内的原油普遍的出现重质化和劣质化现象并且人们现代生活对轻质油产品的需求也不断增大。所以重油的转化深度的提高以及加大原油生产量的工作在世界各国内都显得尤其的重要。近年来，国内的焦化能力有了大副提升。延迟焦化的工艺正是将一些重质化或劣质化的油向更有利用价值的轻质油产品进行转化。这种技术同时也最大限度对液体产品的收率和原料的利用率以及对控制水平、设备的灵活性自动化水平上有了非常大的提高，落实了科学发展观，同时也加强了环境保护的力度。但是，在延迟焦化的工艺实施时不得不会有一些难题出现。曾今我国发生过多起大油气管线严重腐蚀减薄的情况。延迟焦化装置的硫腐蚀及冲蚀程度十分严重。对这种情况的发生，专家进行研究表明是因为湍流的冲蚀以及高温高硫的腐蚀之间相互的叠加作用所导致的。并建议在延迟焦化的工艺进行中应该注意选用高级别的材料。

关键词：延迟焦化；油气管线；高温硫腐蚀；冲蚀；控制和防护

中图分类号：TE988.2 文献标识码：A

一、高温硫腐蚀

高温硫腐蚀通常就是指高温硫化物对装置的全面腐蚀。延迟焦化的工艺由于本身的生产线比较长，而且工艺的反应的温度也达到了500摄氏度左右这也正为高温硫的腐蚀提供了条件。在装置当中焦炭塔壁、焦炭塔顶的大油气线、炉出口到焦炭塔管线和部分转动装备等等都频繁的发生了这种腐蚀，也由于介质中的含硫量的程度不同，它们的腐蚀程度也有很大的差距。在装置之中腐蚀最为严重的就是加热炉的表皮，这种腐蚀严重的影响了加热炉的正常作业。此外，在被腐蚀的配置之中，焦炭塔的外壁也算是腐蚀程度比较大的，它焊有立柱有加强或者是不太保温的部分使得由于冷凝作用产生了一种H2S-HCl-NH3-H2O型低温腐蚀介质。有些腐蚀介质的来源，来自工艺工程中的高温水解，生成大量的氯化物。对于整个焦炭塔来说它的塔顶腐蚀最为严重，其腐蚀形态大多是塔壁减薄，在焊接处一般不会有腐蚀现象的发生。高温硫的腐蚀影响着整个工艺的持续进行。它主要包括的因素有原有介质当中的活性硫的含量，在工艺中活性硫的含量越高，则介质对配置腐蚀程度越大。工艺进行中的温度会持续上升，温度的上升为介质中的硫化物与金属的反应提供了条件，同时它的升高会将部分的非活性的硫化物进行分解，伴随着温度上升，腐蚀的速度和程度加大。介质流速的加大也影响着腐蚀程度，流速的加大使得金属表面本身存在的保护膜的快速脱落，让金属完全的暴露在介质上，进一步的加大了腐蚀。在油气管线的弯头和设备的进出口处的接管等部位上已形成湍流，使得冲刷金属表面，大大提高了腐蚀率。

二、冲蚀

在延迟焦化工艺运行过程中，有多相向流动的介质对装置的设备进行着冲刷，但是加上介质本身的腐蚀作用就会对装置进行冲蚀。冲蚀具有突发性和局部性，多数会影响发生部位的减薄速度加快，这种情况给防护工作人员造成了许多困难和不便之处，使得安全事故频频发生。正是因为冲蚀是介质与机械的冲刷下发生的，所以要解决这个问题，首先就应该对整个装置在运行的过程中被减薄的地方进行研究。通过研究和数据的分析，并用科学的理论指导，更要根据实际情况来对腐蚀减薄的问题进行深入探究并采取相应的防护措施，提出相应的改进办法。与此同时，特别要对塔顶的油气管线的出口部分进行研究，研究出如此严重程度以及造成穿孔的主要原因是在工艺运行中水蒸气在改变为浮渣水之后，使得冷焦阶段中携带的大量的颗粒高速流体加强了对装置壁面的冲刷。此外，在延迟焦化的装置中，正加热炉是此装置的主要设备。其中的辐射炉管是腐蚀程度最大的设备之一。而且炉管的状况有关系到了加热炉以及整个装置的运行。在延迟焦化的炉管内注入干气来代替注水，这样可以大大减少注水时产生的含有硫的污水的腐蚀。这种方法还可以在一定状况下减少能量的消耗。我们也必须注重的阶段还包括掺炼浮渣水在冷焦的那个阶段，采用先前的防护经验和现代科技进行冲蚀仿真模拟。然后再对结果和实际情况进行分析比较，制定出解决方案，并提出优化的方针来达到通过减弱冲蚀的行为来有效地解决油气线管明显的减薄问题。科学的运用数值模拟的方法可靠地并具有可行性进行分析与研究。

三、控制与防护

工艺装置设计控制和防护过程中，要尽量减少设备结构中的死区，让介质均匀的流动不出现滞留。工艺运行中要避免温度过高。同时控制好硫的含量，在每段工作线上都必须定时测量硫含量，以免硫含量过高。油气管线的分配也要合理，改变一些结构，使得较少的出现流速巨变的情况，来减少湍流冲蚀。焦化装置的腐蚀预防也是十分关键的，时常的检测会避免一些毫无必要的损失。在装置中高级别材料的使用也相当重要，把存在装置当中的易被高温硫腐蚀的碳钢材料统一换为不锈钢或者是高合金钢的材料。同时可以采用一些技术来改变材料的表面性质。在运行过程中，积累一些防腐效果明显的设备，制定防腐档案，建立起一定的防腐机制与体系，防止大面积腐蚀现象的发生。有必要的话，规定期限进行检测。工艺的进行除了有良好的设备的支持还需要平稳的有序的操作，一定杜绝在超温超压的情行下运行设备，完善操作。

结语

对于延迟焦化工艺的过程中，高温硫的腐蚀与冲蚀是不能避免的。但是减少降低装备在运行过程的腐蚀是可行的。在注重装备的升级和改进的进程中同时，要注重对设备的监控工作，制定好一定的体系与机制，让装置受到一定的防护，来减少油气管线的腐蚀。运用一些现代的科技和高级别的材料，科学的的布置装置结构，做好在生产线上的控制和防护工作，会取得更多更大的效益。

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