Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Коррозионные отказы на установках термического крекинга

31.03.2019


Термический крекинг — это процесс, предназначенный, как правило, для получения дистиллятных фракций из тяжелых остатков. В ряде случаев его используют для получения мазута (легкий крекинг, или висбрекинг). В зависимости от сырья и целевого продукта процесс ведется при температуре 450—550°С и давлении 2,2—2,8 МПа. Основными этапами процесса являются нагрев сырья в печи, выдержка реакционной смеси в реакторе, где в основном и протекает расщепление углеводородов, разделение продуктов крекинга сначала в испарителе высокого давления (разделение парожидкостной смеси), затем низкого давления (удаление легких фракций). При легком крекинге разделение может проводиться в одну ступень в ректификационной колонне. На рис. 2.2 принципиальная технологическая схема установки висбрекинга Мажейкского НПЗ.

Надежность эксплуатации аппаратуры установок термического крекинга зависит главным образом от наличия в среде сероводорода и абразивных частиц, скорости технологических потоков и материального исполнения этой аппаратуры. Наиболее уязвимы с точки зрения коррозии аппараты и трубопроводы, работающие при температуре выше 260°С.

В змеевиках печей коррозии подвергается как линейная часть трубы, так и отвод. Основным коррозионно-агрессивным компонентом сырья змеевиков печей термокрекинга является сероводород. Скорость коррозии стенки трубы под его воздействием может колебаться в широких пределах и зависит главным образом от парциального давления сероводорода в среде и материала змеевика.

Коррозия змеевика существенно усиливается при появлении в среде частиц кокса. Действуя как абразив, они способны разрушать продукты коррозии, которые хоть и в малой степени, но обладают защитными свойствами. Скорость коррозии змеевика из стали 15XM может составлять при этом 3,5 мм/год. В течение долгого времени считалось, что частицы кокса могут оказывать абразивное воздействие не только на продукты коррозии, но и на сам металл змеевика. Впоследствии было установлено, что твердость этих частиц слишком мала для такого воздействия.

Разрушение змеевиков может носить катастрофический характер, когда сырье установки или его отдельные компоненты не удается полностью освободить от частиц катализатора. Так, на Мажейкском НПЗ в 1991 г. змеевики одной из печей висбрекинга, выполненные из стали 15X5M, вышли из строя после четырех месяцев эксплуатации вследствие коррозионно-абразивного износа отводов. В продуктах коррозии этих змеевиков были обнаружены частицы катализатора (рис. 2.3), попавшие в рабочую среду вместе с одним из компонентов сырья — высокоароматизированной добавкой 310—410 каталитического крекинга, которую вводили в сырье для замедления процесса коксообразования.
Коррозионные отказы на установках термического крекинга

Весьма опасны нарушения режима эксплуатации змеевика, при которых наблюдается расслоение потока. В этих случаях как линейная часть, так и отвод разрушаются вследствие кавитационной коррозии: на внутренней поверхности змеевика появляются круглые глубокие язвы, расположенные вблизи друг друга. Такое поражение может привести к отказу уже через несколько месяцев эксплуатации, тогда как проектный срок службы печных змеевиков 100000 час.

Описаны случаи растрескивания змеевиков термокрекинга при введении в обессоленную нефть избыточного количества щелочного реагента.

Иногда на установках термического крекинга печные змеевики из низколегированных сталей по истечении проектного срока службы или вышедшие из строя в результате аварии заменяют новыми из стали 12Х18Н10Т. Практика эксплуатации последних показывает, что они хорошо работают лишь при отсутствии внеплановых остановок оборудования. В случаях же, когда эти остановки становятся почти регулярными, змеевики могут выходить из строя после 3—4 мес. эксплуатации вследствие межкристаллитного коррозионного растрескивания, развивающегося чаще всего в зоне термического влияния сварного шва. Трещины при этом зарождаются с наружной стороны трубы под действием серной кислоты. H2SO4 образуется при растворении SO3, продукта сгорания серосодержащего топлива печи, в конденсирующейся при остановке аппарата влаге.

Реакторы установок термокрекинга, как правило, работают безотказно в течение всего проектного срока службы. Их изготавливают из биметалла Сталь углеродистая +08X13, стойкого к воздействию сероводорода при высоких температурах.

В испарителе высокого давления на установках термического крекинга может продолжаться крекинг реакционной смеси, поступающей сюда из реактора. Продолжается и процесс коксообразования. Благодаря этому средняя и нижняя части аппарата оказываются частично покрытыми коксом и, таким образом, в некоторой степени защищенными от сероводорода, который может присутствовать в реакционной смеси. Поэтому в случае переработки сернистого сырья скорость коррозии верхней части испарителя, выполненного из углеродистой или низколегированной стали, может составлять 4,6, а нижней и средней 0,25—0,5 мм/год.

Испаритель низкого давления в наибольшей степени корродирует под воздействием образующейся в нем водной фазы, которая вследствие термокрекинга серо- и хлорсодержащих органических соединений содержит сероводородную и соляную кислоты. Характерными видами поражения этого аппарата в случае изготовления его из углеродистой стали являются общая коррозия и блистеринг (расслоение). При использовании для изготовления испарителя аустенитных сталей наблюдаются питтинговая и межкристаллитная коррозия, а также хлоридное коррозионное растрескивание, которое может приводить к отказу аппарата уже после первого года эксплуатации.

Очевидно, что для установок термического крекинга коррозия является важной проблемой.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: