介绍一种石油化工装置停工的设备保护方法
1、停用装置的腐蚀情况
随着石油化工的不断发展,市场经济的到来,生产工艺的调整,每年都有生产装置在一定时间内停用。停用后装置的设备防腐问题很突出,如果保护不好,比正在运行的设备腐蚀还要厉害,经济损失很大。所以停工装置的设备保护问题,是值得重视的问题。原先对停用装置的腐蚀情况没有充分认识,对于停用装置的设备管道内壁只做简单的处理。即用氮气将系统的空气置换干净,进行保护,氮气的压力稳定在0.2Mpa左右。由于其它生产装置需要氮气(检修装置),停用装置常常满足不了所需要的氮气。因氮气保压有一定的困难。
如炼油厂常减压、热裂化两套停用装置(1年左右)进行了设备腐蚀调查。情况如下:停用装置的设备内壁腐蚀程度,远比生产装置严重的多。如常减压的汽油冷却器,抽芯子检查发现,管束外壁腐蚀严重,大量的锈蚀产物已把管束管子之间的间隙堵死。管束内壁也腐蚀很厉害(这和停工后管束表面清扫不彻底,造成锈蚀速度过快有关)。造成其中两台管束报废。装置塔顶产品分水罐腐蚀也相当厉害,如减顶产品分水罐(卧式),靠近人口的短接锈蚀产物厚约10-15毫米,从内壁清除约500公斤锈蚀产物。罐内壁存在很不均匀的锈蚀坑。塔设备,塔顶比塔底腐蚀厉害。从热裂化装置设备内表面腐蚀情况可以看出,腐蚀较严重的是金属表面与氢质油接触的部位,比接触重质油部分腐蚀要严重。所以说,设备腐蚀与防护不但要抓好生产装置的保护,而且对停工装置的腐蚀与防护,要给予充分的重视。2、腐蚀原因分析 停用装置在停用后虽做了处理,如用蒸汽、工业风吹扫、氮气置换等。但从设备腐蚀情况检查看,效果并不好。设备、管道内壁存在大量的水,同时内部空气湿度很大。金属表面附有较多的水分,形成连续的水膜。同时有相当大部分的金属表面浸泡在水中。因发生腐蚀的必要条件是氧和水共存,附着金属表面的水份是很好的电解液薄层。在金属表面的缺陷处发生电化学腐蚀。3、材料选择的依据 根据停用装置的腐蚀情况,先后对长期停用装置进行了防腐处理。因为金属腐蚀的必要条件是氧和水同时存在,只要去掉二者之一即可达到防腐的目的。固先后对这两套装置进行了除氧及去水处理,过程为: ⑴ 所有的设备、管线先用蒸汽吹扫,清除金属表面的油污及其它杂物。 ⑵ 用工业风对蒸汽处理过的设备、管线进行吹扫,以增加金属表面的干燥程度。 ⑶ 检查设备、管线的密封情况。 ⑷ 对处理过的设备、管线用氮气将系统的空气置换干净,氮气压力为0.4-0.5Mpa,然后氮气压力稳定在0.2Mpa左右,随时检查氮气压力。 虽然对这两套装置进行了处理,但依据生产的实际情况,冬季可以勉强维持氮气的压力,一道春季,生产装置陆续检修。检修需要大量的氮气,被保护的装置氮气满足不了需要。装置用氮气一年多的保护,当对设备打开检查时,可以看出设备、管道腐蚀严重,没有达到预期的目的。根据以上情况,采用了一种“停用锅炉保护剂”是比较合理的。该保护剂几年来一直用在停用锅炉保护上。实践证明防腐效果良好。但是锅炉的腐蚀程度没有石油化工装置严重和复杂,被保护空间近4000立方米,该保护剂用在生产装置上还没有先例。 结合炼油装置的实际情况,通过调查对比,认为采用该缓蚀剂能对闲置设备起到保护作用。因为停用锅炉保护剂是气相缓蚀剂的一个品种。该缓蚀剂是一种在常温下能自动挥发的固体有机物,其缓蚀机理是在空气和潮湿作用下,缓蚀剂通过扩散、解离和吸附,在金属表面形成一层能阻碍腐蚀产物生成的保护层以达到防腐的目的。该缓蚀剂克服了原传统气相缓蚀剂的挥发性差、渗透性不足、综合防腐性能不高的缺点。具有保护性高、渗透性强、缓蚀半径大等显著特点。 该缓蚀剂从放置点挥发,通过金属表面的水膜,到达并吸附于金属表面,使之与水隔离。从而对金属表面起到保护作用。同时该缓蚀剂与一般缓蚀剂相比,它对近距离、远距离和垢下金属都起到优良的保护作用,具有足够大的挥发性和渗透性的效果。根据该缓蚀剂以上的情况,认为该缓蚀剂用在停用装置上对设备、管道内壁进行保护是可行的。4、设备保护及方法 这两套装置设备采用保护剂,施工数量共近3600m3。装填保护剂过程如下: ⑴ 塔、容器保护:打开设备人口,将保护剂按1.5-2Kg/m3的装入量,分别逐层均匀装在塔盘上或容器底部。保护剂放在托盘或塑料布上,装完密封。 ⑵ 冷换设备的保护 用工业风将粉末状药品用混合器混合均匀后,从冷换设备的入口或出口放空分别吹入壳程及管程,装好后关闭放空。为了监测保护效果,分别对塔、容器在适当的部位加了一定数量的碳钢挂片。通过挂片腐蚀程度的检查,比较被保护金属面的缓蚀效果。5、保护后的效果 两套装置保护了11个月,通过挂在被保护的设备内检查挂片的腐蚀程度,没有发现挂片腐蚀痕迹,与挂前一样,被保护的金属表面没有疏松的金属氧化层。6、结论 ⑴ 具有剥离锈蚀层的作用。如热裂化装置分馏塔底部,没有装保护剂之前,锈蚀层较厚并且较硬。通过近11个月的保护,可以看出原来附着在塔壁的锈蚀层,已大部分脱落,露出金属壁面。保护剂在金属表面形成均匀的保护层。该保护剂渗透能力强。 ⑵ 保护效果好设备经过1年的保护,通过现场挂片(10#碳钢),可以看出挂片没有腐蚀点,与刚挂进去时一样。可以说缓蚀率达到了100%,从被保护的金属表面可以看出,没有疏松的锈蚀产物产生。所以说该保护剂性能全面,即可以保护处于干燥状态下的金属,又可以保护处于潮湿状态下的金属。 ⑶ 采用该保护剂省时、省力。对设备进行装填时,可以不需要烘干设备,只需要将设备内水排尽,一次投药后封闭设备即可。保护期间不用打开设备。采用“锅炉保护剂”保护石油化工闲置设备是行之有效的方法。