硫磺回收装置胺液再生系统腐蚀控制策略.pdf
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1、硫磺回收装置胺液再生系统腐蚀控制策略包振宇1,2 段永锋1,2 王宁1,21.中石化炼化工程集团洛阳技术研发中心 2.中石化石油化工设备防腐蚀研究中心 摘要:目的 解决硫磺回收装置胺液再生系统的腐蚀问题,保障装置的安稳长周期运行。方法基于某企业胺液再生系统的工况条件及选材,结合发生的腐蚀问题,确定主要腐蚀/损伤类型、发生部位及严重程度;根据介质类型划分区块,并提出关键参数的阈值和超标后的响应策略;将腐蚀控制策略在工业现场进行应用,并验证其改善腐蚀问题的效果。结果 在采用推荐选材的情况下,通过设定温度和流速阈值、控制胺液特征指标,并在参数超标时采取相应的响应策略,能够将胺液再生系统的整体腐蚀速率
2、控制在0.0 5mm/a以下。结论 通过在重点腐蚀部位实施腐蚀控制策略,胺液再生系统设备和管道的腐蚀程度得到显著缓解,有助于延长单次运行周期,实现降本增效。关键词:硫磺回收;胺液再生;热稳定盐;冲蚀;选材;腐蚀控制D O I:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 7-3 4 2 6.2 0 2 3.0 4.0 0 3 引用格式:包振宇,段永锋,王宁.硫磺回收装置胺液再生系统腐蚀控制策略J.石油与天然气化工,2 0 2 3,5 2(4):1 4-1 8.B AOZY,D UANYF,WANGN.C o r r o s i o nc o n t r o ls t r a t e
3、g yf o ra m i n es o l u t i o nr e g e n e r a t i o ns y s t e mi ns u l f u rr e c o v e r yu n i tJ.C h e m i c a lE n g i n e e r i n go fO i l&G a s,2 0 2 3,5 2(4):1 4-1 8.C o r r o s i o nc o n t r o l s t r a t e g yf o ra m i n e s o l u t i o nr e g e n e r a t i o ns y s t e mi ns u l f u
4、 rr e c o v e r yu n i tB a oZ h e n y u1,2,D u a nY o n g f e n g1,2,W a n gN i n g1,21.S I NO P E CE n g i n e e r i n gG r o u pL u o y a n gR&DC e n t e ro fT e c h n o l o g y,L u o y a n g,H e n a n,C h i n a;2.S I NO P E CA n t i-c o r r o s i o nR e s e a r c hC e n t e ro fP e t r o c h e m
5、 i c a lE q u i pm e n t,L u o y a n g,H e n a n,C h i n aA b s t r a c t:O b j e c t i v eT h ec o r r o s i o np r o b l e m o fa m i n es o l u t i o nr e g e n e r a t i o ns y s t e mi ss o l v e dt oe n s u r et h es a f e,s t a b l ea n dl o n g-t e r mo p e r a t i o no f t h es u l f u rr e
6、 c o v e r yu n i t.M e t h o d s(1)B a s e do nt h eo p e r a t i n gc o n d i t i o n sa n d m a t e r i a ls e l e c t i o no fa m i n es o l u t i o nr e g e n e r a t i o ns y s t e mi nar e f i n e r y,c o m b i n e dw i t ht h ec o r r o s i o np r o b l e m st h a th a v eo c c u r r e d,t h
7、 em a i nc o r r o s i o n/d a m a g et y p e s,c o r r o s i o ns i t e sa n dc o r r e s p o n d i n gs e v e r i t yw e r ed e t e r m i n e d.(2)B l o c k sw e r ed i v i d e da c c o r d i n gt ot h em e d i u mt y p e,a n dt h et h r e s h o l dv a l u e so fk e yp a r a m e t e r sa n dt h eo
8、 f f-l i m i t sr e s p o n s es t r a t e g i e sw e r ep r o p o s e d.(3)T h ec o r r o s i o nc o n t r o ls t r a t e g yw a sa p p l i e d i nt h e i n d u s t r i a l f i e l d,a n d i t se f f e c to n i m p r o v i n gt h ec o r r o s i o np r o b l e m w a sv e r i f i e d.R e s u l t sU n
9、 d e rt h ec o n d i t i o no fu s i n gt h er e c o mm e n d e dm a t e r i a l s,t h eo v e r a l l c o r r o s i o nr a t eo f t h ea m i n es o l u t i o nr e g e n e r a t i o ns y s t e mc o u l db ec o n f i n e dt o l e s s t h a n0.0 5mm/ab ys e t t i n g t h e t e m p e r a t u r ea n d f
10、l o wr a t e t h r e s h o l d s,c o n t r o l l i n gt h e s p e c i f i c i n d e x e so f a m i n e,a n da d o p t i n gt h e c o r r e s p o n d i n gr e s p o n s es t r a t e g yw h e nt h ep a r a m e t e r se x c e e d e dt h es t a n d a r d.C o n c l u s i o n sB yi m p l e m e n t i n gc
11、o r r o s i o nc o n t r o ls t r a t e g yi nt h ek e yc o r r o s i o nr e g i o n s,t h ec o r r o s i o nd e g r e eo f e q u i p m e n ta n dp i p e l i n e s i nt h ea m i n es o l u t i o nr e g e n e r a t i o ns y s t e mh a sb e e ns i g n i f i c a n t l ya l l e v i a t e d,w h i c hi sh
12、 e l p f u l f o rp r o l o n g i n gs i n g l eo p e r a t i o nc y c l ea n da c h i e v i n gc o s t r e d u c t i o nw i t he f f i c i e n c y i n c r e a s e d.K e y w o r d s:s u l f u r r e c o v e r y;a m i n es o l u t i o nr e g e n e r a t i o n;h e a t s t a b l es a l t;e r o s i o n;m
13、 a t e r i a l s e l e c t i o n;c o r r o s i o nc o n t r o l 有机胺水溶液(以下简称胺液)吸收硫化氢具有可逆性,常被用于硫磺回收装置中回收酸性气体中的硫,但胺液能与气体中的其他杂质气体如:氯化氢、氰化氢、氧气等发生化学反应1,生成不可再生的热稳定盐或加速胺液降解过程2-3,使得胺液发泡并具有强烈的腐蚀性4-5。胺液再生作为硫磺回收装置的重要组成部分,其腐蚀/损伤机理除胺液引起的胺腐蚀、胺应力腐蚀开裂以外6-7,还包括冲蚀、汽蚀、酸性水腐蚀、湿硫化氢损伤等8-1 0,并且在多数情况下,同一部位的腐蚀/损伤机理相互交叉、促进1 1,
14、严重影响装置的长周期稳定运行。基于某生产企业胺液再生系统发生的腐蚀问题,分析各部位腐蚀/损伤产生的原因及严重程度,然后将系统划分为两个区块,分别列举推荐选材、关键参数控制指标和超标后的响应措施,并通过现场应用的方式验证了其减缓腐蚀的效果。以下从现场实际出发,提出了涵盖工艺控制和选材的腐蚀控制策略,41石 油 与 天 然 气 化 工 CHEM I C A LE NG I N E E R I NGO FO I L&G A S 2 0 2 3 基金项目:中国石化科技开发项目“炼化企业水冷器长周期运行保障技术开发”(C L Y 2 2 0 1 0)作者简介:包振宇,1 9 8 8年生,工学博士,高级工
15、程师,2 0 1 5年毕业于天津大学化学工程专业,主要从事石化设备腐蚀与防护研究工作,已发表论文1 0余篇,授权发明专利4件,获省部级科技进步奖3项。E-m a i l:b a o z h e n y u.s e g r s i n o p e c.c o m以期为类似装置的防腐蚀工作提供参考。1 装置概况某硫磺回收装置采用甲基二乙醇胺(MD E A)溶液吸收酸性气,酸性气中硫化氢和二氧化碳的体积分数分别为8 9%和7%,另含有体积分数约5 01 0-6的氯化氢。该装置的胺液再生系统利用升温脱吸的原理,以低压蒸汽作为再生过程的热源,将富胺液中的酸性气分离出来,贫胺液回收利用。胺液再生系统主要设
16、备基本参数见表1。表1 胺液再生系统的主要设备基本参数设备名称部位操作温度/操作压力/MP a材质再生塔塔顶9 90.1 9塔底1 2 80.2 2筒体:Q 2 4 5 R+3 2 1内件:3 0 4再生塔塔顶回流罐筒体4 00.1 7Q 2 4 5 R贫富胺液换热器管程1 2 7/7 70.7 5/0.6 0管箱:Q 2 4 5 R管束:3 1 6 L壳程4 2/9 20.6 0/0.5 0Q 2 4 5 R再生塔塔顶空冷器管束9 9/5 50.1 9/0.1 83 2 1再生塔塔顶冷凝器管束5 5/4 00.1 8/0.1 71 0#再生塔塔底重沸器壳程1 2 80.2 5Q 2 4 5
17、R贫液空冷器管束7 7/4 00.6 0/0.4 31 0#注:分别为进口/出口介质温度;分别为进口/出口操作压力。作为再生系统的主体设备,再生塔各部位均出现较为严重的腐蚀问题。其中,塔上部筒体及顶封头内壁附着灰黑色垢物,轻微减薄,垢下有大量点蚀坑,最大深度1.0mm,见图1(a);中下部筒体内壁有黄褐色锈蚀 层,层 下 遍 布 密 集 腐 蚀 坑,蚀 坑 最 大 尺 寸 为 1 0mm0.3mm,见图1(b);重沸器返塔口的正对面塔壁发现约 5 0 0mm的明显腐蚀减薄区域,最大减薄量约5mm。2 腐蚀/损伤分析根据介质类型,可将胺液再生系统大致分为:再生塔塔顶及冷凝冷却系统;再生塔塔底及换
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