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陶瓷规整填料在石化装置改造中的耐腐蚀效应
2019-08-04 阅读：次
在炼油和许多石化原料或产品的分离过程中，许多物料是有腐蚀性的·为解决填料腐蚀而引起的设备事故、产量下降·甚至停工停产而带来的经济效益不佳等问题，一些石化企业已采用昂贵的不锈钢、合金钢或者钛材代替碳钢制成的填料，造成设备贵，工程造价成长。但在生产使用中发现腐蚀问题。尤其是酸碱氯离子大量存在的情况下更是如此。随着我国开始炼制中东和印尼进口的高含硫原油和国内原油继续变重变稠，高温环烷酸及HS严重地腐蚀着常、减压蒸馏装置。我们知道，原油中的酸值大于0.5mg KOH /g时，在一定温度下环烷酸即能对设备产生腐蚀。当温度在270一280 ℃腐蚀为剧烈温度升到343 ℃时，由于环烷酸的大部汽化，腐蚀才减弱。如果此时腐蚀仍继续增加，这种腐蚀则是硫化物造成的，腐蚀原因是环烷酸直接与金属作用的结果。同时环烷酸还与硫化亚铁起作用．两者都生成可熔于油的环烷酸铁。
金属表面生成的Fes膜本来具有一定的保护作用，但环烷酸的存在又破坏了Fes膜。生成的环烷酸铁被冲走，游离出来的1--12S又与无保护膜的表面金属再起反应更加剧了设备的腐蚀。前些年有的炼油厂在炼制辽河高酸值原油中·一年内因设备多处腐蚀穿孔而发生火灾，给炼油厂的长周期稳定进行带来了大的压力。减压塔的二线轴段以下至洗涤段，采用0· 8到1. Omm厚 lc过8N工材质的英特洛克斯填料，一个周期就需更换，在减三线和洗涤段不到一个周期就己将填料腐蚀成碎片。若采用2一0．4mm厚度的金属板波填料更难承受这种严重腐蚀。由于腐蚀造成填料破碎堆积，破坏了气液流通的通道和填料表面积，也增加了减压塔的压降，破坏了塔的操作。另外·根据目前市场经济价格计算，更换减压塔减三线和洗涤填料，以06400mm减压塔计，一次将需 140一180万元，给企业带来了沉重的经济损失。这里还没有计算拔出率造成的损失·由于腐蚀限制了金属板波填料应用，使得金属孔板波纹填料的越性不能在有些原油分馏中发挥。
由陶瓷材料制成的板波纹填料以其耐腐蚀耐高温的特性越来越受到石化企业的青睐。中加合资湖南安沙尼传质设备有限公司所生产的瓷板波纹系列产品，不正在国内数百座内可靠运行，而且以每年递增50万美元势头出囗欧美十余个。通过每年的研究，已开发出一种轻质强化瓷板波纹填料（已申请，号为93110676，1）。该填料先进·采用计算机控制烧结，具有质轻（比重为普通瓷的60％，125Y型波纹每立方重度250公斤左右）、价廉（不锈钢丝网填料价格的60 ‰）、分离效率高、抗压强度好等点，是耐酸、耐氯离子、抗HS、环烷酸腐蚀的理想填料。
〈一）·某厂七万吨/年醋酸装置脱水塔是该装置精馏单元主要设备之一，自1987年建成投产以来·由于塔内紧固件、降液板、受液盘以及塔器支撑圈等塔内件存在严重腐蚀，常达不到设计工艺指标，维修频繁，耗资较大，不影响产量和装置能耗，而且造成环境污染。为解决醋装置长期未得到解决的难题，该厂先在必500mm醋酯甲酯塔改造中试用了350Y孔板波纹填料，效果满意，紧接着在0L8米高32米的醋酸脱水塔中全部采用该填料取代了60层筛板，同时配置合理的液体分布器。至今运行二年多，操作平稳，各项工艺指标良好，设备腐蚀问题从根本上得到解决。一年回收醋酸244吨，节约蒸气448吨，减少中和用烧碱169吨，加上减少的排污费，共计增加经济效益 179万元。该项工业应用技术已于1993年12月17日通过了石化总公司鉴定（3）。
〈二）·某炼油化工厂催化重整装置原料预加氢系统，由于氯离子存在产生稀盐酸，造成设备管道经常腐蚀穿孔，每年管线检修更换10次以上。注氨后氯化氨又造成氢压机管线结晶堵塞，生产难以正常。90年10月该厂设计所设计了一个0800mm气相脱氯塔，采用4佣Y陶瓷波纹填料·运行至今再未出现设备管道线腐蚀穿孔堵塞现象。
（三）．某炼油厂催化裂化装置是该厂石油二次加工的主要过程。由于石油中含有一定的硫·在催化裂化反应过程中，转变生成硫化氢和硫醇等形式存在于产品和污水中。硫化物的腐蚀性强· 以及其生成盐易结晶，曾使催化裂化装置的液态烃碱洗和污水处理过程难以进行。该厂采取了筛板式混合柱一次通过的碱洗工业脱硫，由于液化气和碱混合不均匀，液化气的含H2S量难以合格，每天都要换碱，耗碱量达5吨/天，约50吨/天碱液要排放掉。不劳动强度大，而且造成环境污染。 1985年，该厂改用不锈钢丝网波纹填料充填混合柱，效果比较好·换碱时间延长到五天，碱耗量降到1吨/天。但是填料腐蚀问题还是解决不了，一般三个多月就散架成碎片。1986年9月，该厂用 4佣Y陶瓷波纹填料取代了金属丝网，脱硫效果一样，但很好地解决了金属填料无法解决的严重腐蚀
问题，
该厂污水氧化脱硫装置02米氧化塔原设计采用的填料是活性炭。由于污水含盐杂质多，活性炭机械强度差，装置运行几个月，活性炭就变成了碎沫．造成堵塞，装置无法运行下去。该厂根据液
化气碱洗使用陶瓷波纹填料的经验，1986年又将活性炭改为陶瓷波纹填料。实践证明陶瓷波纹填料可以满足污水氧化脱硫指标要求，在蒸汽风量耗量不增加的情况下，脱硫效果与活性炭填料相当· 解决了堵塞问题。陶瓷规整填料用于石化装置脱硫技术成功，引起了石化总公司有关部门的重视· 中石化填料塔技术协作组于1990年在大连七厂召开了炼油厂使用陶瓷波纹填料脱硫技术交流会· 紧接着一些炼油厂纷纷采用了此项工艺。
四，用陶瓷材料代替金属材料制造的板波纹填料用在、减压塔洗涤段和减三线处，既发挥了板波纹填料的越性，又能抗高温环烷酸及H；s腐蚀。北方某厂一0 3，2米常压塔原设计处理量为 200万吨/a．多年来实际处理量一直徘徊在160万吨/a左右。1994年6月中旬，由美国格里奇公司进行设计改造，采用125Y轻质强化孔板陶瓷波纹填料进行充填，据保守估计处理量至少也能达到 230万吨/a。
金属表面生成的Fes膜本来具有一定的保护作用，但环烷酸的存在又破坏了Fes膜。生成的环烷酸铁被冲走，游离出来的1--12S又与无保护膜的表面金属再起反应更加剧了设备的腐蚀。前些年有的炼油厂在炼制辽河高酸值原油中·一年内因设备多处腐蚀穿孔而发生火灾，给炼油厂的长周期稳定进行带来了大的压力。减压塔的二线轴段以下至洗涤段，采用0· 8到1. Omm厚 lc过8N工材质的英特洛克斯填料，一个周期就需更换，在减三线和洗涤段不到一个周期就己将填料腐蚀成碎片。若采用2一0．4mm厚度的金属板波填料更难承受这种严重腐蚀。由于腐蚀造成填料破碎堆积，破坏了气液流通的通道和填料表面积，也增加了减压塔的压降，破坏了塔的操作。另外·根据目前市场经济价格计算，更换减压塔减三线和洗涤填料，以06400mm减压塔计，一次将需 140一180万元，给企业带来了沉重的经济损失。这里还没有计算拔出率造成的损失·由于腐蚀限制了金属板波填料应用，使得金属孔板波纹填料的越性不能在有些原油分馏中发挥。由陶瓷材料制成的板波纹填料以其耐腐蚀耐高温的特性越来越受到石化企业的青睐。中加合资湖南安沙尼传质设备有限公司所生产的瓷板波纹系列产品，不正在国内数百座内可靠运行，而且以每年递增50万美元势头出囗欧美十余个。通过每年的研究，已开发出一种轻质强化瓷板波纹填料（已申请，号为93110676，1）。该填料先进·采用计算机控制烧结，具有质轻（比重为普通瓷的60％，125Y型波纹每立方重度250公斤左右）、价廉（不锈钢丝网填料价格的60 ‰）、分离效率高、抗压强度好等点，是耐酸、耐氯离子、抗HS、环烷酸腐蚀的理想填料。
〈一）·某厂七万吨/年醋酸装置脱水塔是该装置精馏单元主要设备之一，自1987年建成投产以来·由于塔内紧固件、降液板、受液盘以及塔器支撑圈等塔内件存在严重腐蚀，常达不到设计工艺指标，维修频繁，耗资较大，不影响产量和装置能耗，而且造成环境污染。为解决醋装置长期未得到解决的难题，该厂先在必500mm醋酯甲酯塔改造中试用了350Y孔板波纹填料，效果满意，紧接着在0L8米高32米的醋酸脱水塔中全部采用该填料取代了60层筛板，同时配置合理的液体分布器。至今运行二年多，操作平稳，各项工艺指标良好，设备腐蚀问题从根本上得到解决。一年回收醋酸244吨，节约蒸气448吨，减少中和用烧碱169吨，加上减少的排污费，共计增加经济效益 179万元。该项工业应用技术已于1993年12月17日通过了石化总公司鉴定（3）。
〈二）·某炼油化工厂催化重整装置原料预加氢系统，由于氯离子存在产生稀盐酸，造成设备管道经常腐蚀穿孔，每年管线检修更换10次以上。注氨后氯化氨又造成氢压机管线结晶堵塞，生产难以正常。90年10月该厂设计所设计了一个0800mm气相脱氯塔，采用4佣Y陶瓷波纹填料·运行至今再未出现设备管道线腐蚀穿孔堵塞现象。
（三）．某炼油厂催化裂化装置是该厂石油二次加工的主要过程。由于石油中含有一定的硫·在催化裂化反应过程中，转变生成硫化氢和硫醇等形式存在于产品和污水中。硫化物的腐蚀性强· 以及其生成盐易结晶，曾使催化裂化装置的液态烃碱洗和污水处理过程难以进行。该厂采取了筛板式混合柱一次通过的碱洗工业脱硫，由于液化气和碱混合不均匀，液化气的含H2S量难以合格，每天都要换碱，耗碱量达5吨/天，约50吨/天碱液要排放掉。不劳动强度大，而且造成环境污染。 1985年，该厂改用不锈钢丝网波纹填料充填混合柱，效果比较好·换碱时间延长到五天，碱耗量降到1吨/天。但是填料腐蚀问题还是解决不了，一般三个多月就散架成碎片。1986年9月，该厂用 4佣Y陶瓷波纹填料取代了金属丝网，脱硫效果一样，但很好地解决了金属填料无法解决的严重腐蚀
问题，该厂污水氧化脱硫装置02米氧化塔原设计采用的填料是活性炭。由于污水含盐杂质多，活性炭机械强度差，装置运行几个月，活性炭就变成了碎沫．造成堵塞，装置无法运行下去。该厂根据液
化气碱洗使用陶瓷波纹填料的经验，1986年又将活性炭改为陶瓷波纹填料。实践证明陶瓷波纹填料可以满足污水氧化脱硫指标要求，在蒸汽风量耗量不增加的情况下，脱硫效果与活性炭填料相当· 解决了堵塞问题。陶瓷规整填料用于石化装置脱硫技术成功，引起了石化总公司有关部门的重视· 中石化填料塔技术协作组于1990年在大连七厂召开了炼油厂使用陶瓷波纹填料脱硫技术交流会· 紧接着一些炼油厂纷纷采用了此项工艺。四，用陶瓷材料代替金属材料制造的板波纹填料用在、减压塔洗涤段和减三线处，既发挥了板波纹填料的越性，又能抗高温环烷酸及H；s腐蚀。北方某厂一0 3，2米常压塔原设计处理量为 200万吨/a．多年来实际处理量一直徘徊在160万吨/a左右。1994年6月中旬，由美国格里奇公司进行设计改造，采用125Y轻质强化孔板陶瓷波纹填料进行充填，据保守估计处理量至少也能达到 230万吨/a。
结束语
我国是世界陶瓷发源地，在广博的中华大地上，蕴藏着大量土资源。湖南醴陵的瓷土耐酸变达99．8％。以铝硅基陶瓷制成的规整填料，广泛适用于多种有腐蚀的介质的提纯和分离。如 CH3COOH、CH202、CH30H.也适用含HCL、H2S04、HN03、Br等溶剂的。尤其适用于热敏性物料在真空中分离。当今在各种材质制作的新型高效填料各显神通，争奇斗艳的形势下，陶瓷规整波纹填料必将以良好的耐腐蚀效应成为众多高效填料中的佼佼者。
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