醚化甲醇水洗回收系统腐蚀原因分析

石油化工腐蚀与防专仑Corrosion& Protection in Petrochemical Industry2010,27(1)醚化甲醇水洗回收系统腐蚀原因分析王伟李庆梅吕慧(中国石油新疆独山子石化公司新疆独山子833600)摘要:对某石油化工厂碳四装置醚化甲醇水洗回收系统的腐蚀原因进行了调查,通过分析腐蚀失效件的腐蚀形貌特点,检测塔体内液体的组成,结合生产工艺条件初步认为失效的原因是冲刷腐蚀。根据分析结果提出了相应的设备防护对策。关键词:甲醇洗涤水腐蚀原因对策中图分类号:TQ050.9文献标识码:A文章编号:1007-015X(2010)01-0050-03某石化公司乙烯厂碳四装置设计生产能力为图2~6。30-C-103塔内壁有明显减薄,挡流板5Ma,1995年8月投人运行至今,由于甲醇水洗腐蚀穿孔;30-C-102塔内壁附着大量红褐色浮回收系统的管线和设备的腐蚀原因,造成装置每年锈塔盘支撑件腐蚀脱落,液位计防护层腐蚀断裂脱停工检修,严重影响了装置的稳定生产。落;30-C-201进料线在物料的长周期冲刷过程中腐蚀失效穿孔口,发生物料泄露;30-E-109再1装置简介及腐蚀现状沸器壳层焊缝处有明显的腐蚀坑和裂纹,其管束有1.1加工工艺位置大量腐蚀坑和穿孔现象,平均每两年更换一次管碳四醚化装置包括脱硫加氢、一段醚化反应精芯。由于该系统严重腐蚀,造成该装置多次非计划馏、二段醚化反应精馏、甲醇水洗回收系统和丁烯性停工检修,甚至影响到该装置的安全生产。1超级精馏部分。通过脱硫、加氢反应和醚化反应,采用普通精馏及超级精馏的方法从炼油厂碳四及抽余碳四原料中获得MTBE产品和高纯度丁烯1产品。副产品是含正丁烷、异丁烷的剩余碳四。装置的腐蚀主要集中在甲醇水洗精馏塔回收系统,介质为水、甲醇;压力为1.18MPa;温度为40130℃;系统材质为20号碳钢。碳四醚化甲醇回收系统工艺流程见图1。图2大修时碳四30-C-103塔腐蚀情况甲醇去E102冷凝物料去MAP103A/B来E-20202A/B化学污水图1碳四醚化甲醇回收系统工艺流程时如0--1n2塔腐蚀情况中国煤化工1.2现场调查收稿CNMHG-11-16。大检修过程中发现该系统中的塔体内壁、再沸作者简介:王伟(1982-),男,毕业于重庆理工大学材料与工程学院现今在中国石油新骚独山子石化公司研究院防器管束、塔部件及部分管线均存在严重的腐蚀,见腐蚀研究中心主要从事防腐研究工作第1期王伟等,醚化甲醇水洗回收系统腐蚀原因分析51成腐蚀环境,由此可知管线外壁的腐蚀是由管线泄漏处渗出的含水物料引起的,即物料中存在腐蚀性介质图4C-201进料管线泄漏点外观时间(年一月一日)图7物料进口腐蚀速率变化情况图530-E-109再沸器焊缝处腐蚀形貌e N时间(年-月-日图8冷凝水pH值和Fe2·(Fe3·)变化情况表1保温棉中含有的化学物质分析NH. K Mg Ca CI- SO:- NO Fa1228038L36556809as31545Q 011图630一E-109再沸器管束腐蚀形貌1.4.2洗涤水分析1.3腐蚀监测界区的软化水作为30-C-102塔的洗涤补在线腐蚀探针监测发现碳四车间甲醇水洗回充水,在装置内循环使用,从30-c-102塔顶和收系统30-E-109腐蚀速率较高月平均腐蚀速塔底分别取洗涤水样做硫化物、pH值和氯离子分率高达0.421mm/a,严重超出该装置的控制指标析,结果见表2。应加强甲醇水洗一回收系统的运行监控。醚化甲表230-C-102塔洗涤水样分析结果w,%醇水洗回收系统的冷凝水中Fe2和Fe随pH值取样部位硫化物pH值也存在大幅波动,应注意pH值的平稳操作,详见l.788.68图7,830-C-102塔顶5.751.4介质分析30-C-102塔底未检出8.711.4.1保温棉分析为了查找管线外部腐蚀原因,从装置上取回保数据洗涤水中存在少量氯离子等腐温棉,经过处理后测定其含有的化学物质如表1蚀介中国煤化工的进口物料中含根据以上分析结果判断保温棉中含有的腐蚀有15CNMH(于20mg/kg的介质不会直接对管线造成腐蚀,而且经调查该管水)。物料里含有少量水和氯离子等腐蚀介质会段保温棉捆扎严实,不会有雨水等渗入保温棉中形引起碳钢设备及管线的腐蚀。石油化工腐蚀与防护第27卷2腐蚀原因统中循环利用,所以生产补水应控制无盐水的水质可以肯定C4、甲醇和水几种介质以任何比例及工艺。混合对碳钢材质均不构成腐蚀,因为在反应系统没(2)溶解氧的来源:洗涤补充水来自软水区的有给设备造成腐蚀。但进入甲醇水洗回收系统后软水罐,同原料甲醇罐一样,均是常压罐,空气中的对碳钢设备造成了严重的腐蚀,由分析结果、腐蚀氧溶解在水和甲醇中随进料线进入甲醇水洗回收产物及其腐蚀特征可以推测是一种氧化和冲刷共系统,在这里溶解氧和水构成了原电池的阴极吸氧同作用而引起的腐蚀,其最终腐蚀产物为红褐色粉腐蚀条件溶解氧含量越高,腐蚀速率越快,因此应末或胶质的Fe2O3·XH2O控制进入30-C-102塔的溶解氧含量腐蚀机理在甲醇回收系统的设备中,与甲醇水溶液有接3控制措施及建议触的部位,都不同程度地发生了腐蚀,腐蚀过程(1)建议对该系统进行工艺调查分析评估采如下:取有效措施控制进入装置的腐蚀性介质指标,将其金属表面与导电杂质形成原电池3:优化指标纳入操作规程控制指标。阳极(金属表面)Fe-2e→+Fe(2)可否采取扩大管径来降低管线内的物料阴极(导电杂质):2H+2eH2↑(1)流速或合理设计管线走向来降低物料对管线弯头阴极(导电杂质):O2+2H2O+4e40H(2)部位的冲刷腐蚀。阴极有2种可能,如式(1)构成的原电池,这(3)根据该系统的工艺条件,尽可能降低系统种腐蚀即析氢腐蚀,正好该系统的水溶液呈酸性,的工艺操作温度及控制洗涤补充水的溶解氧含量。构成了析氢腐蚀的条件;如式(2)构成的原电池,(4)对腐蚀严重的塔部件进行材质升级,选择很明显是吸氧腐蚀这就判断该系统在运行过程中耐蚀性较好的材料。有氧的进人。2.2腐蚀环境的形成参考文献(1)酸的来源反应系统中加入的大孔强酸性树脂催化剂在使用过程中,会产生磺酸基脱落现1中国石油化工设备管理协会编著,设备腐蚀与防护手册[M]象。温度越髙脱落速度越快,脱落的磺酸基团与水北京:中国石化出版社,19%.7-8作用生成H2SO4,这说明酸性的主要来源是反应器2林玉珍杨德钓等编著,腐蚀和腐蚀控制原理[M].北京:中国中树脂磺酸基脱落而引起的。另外,根据洗涤水的石化出版社,2007.130-13分析结果可知洗涤水中存在少量的C!,并在系3天津大学,无机化学[M,北京:离等教育出版社9715Analysis of Corrosion Causes of Etherified Methanol Water Wash Recovery SystemWang Wei, Li qingmei, Lu huiPetro China Dushanzi Petrochemical Company (Dushanzi, Xinjiang 833600)Abstract: The causes of corrosion of etherified methanol water wash recovery system in CA unit in a petrochemical plant areinvestigated. It is concluded from the analysis of morphology of failed parts, testing of liquid composition in the tower body andoperating conditions that the failure was caused by erosion corrosion. Effective countermeasures to prevent equipment corrosionproposed on the basis of analysis.Keywords: methanol, washing water, corrosion causes, countermeasures新年快乐丌H地意