Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Коррозионные отказы на установках каталитического крекинга

03.04.2019

Каталитический крекинг является основным процессом, позволяющим значительно повысить производство моторных топлив за счет превращения вакуумных дистиллятов. Процесс проводят с использованием катализаторов, существенно увеличивающих скорость реакций образования целевых продуктов при температуре 450—550°С и давлении 0,1—0,3 МПа. В процессе крекинга на катализаторе возникают коксовые отложения, снижающие его активность. Регенерацию катализатора осуществляют путем выжига кокса при температуре 600—650°С. В настоящее время в России эксплуатируются установки каталитического крекинга трех поколений:

• первого поколения — с циркулирующим шариковым алюмосиликатным катализатором;

• второго поколения — с «кипящим» слоем микросферического цеолитсодержащего катализатора;

• третьего поколения — с лифтреактором.

На рис. 2.4 принципиальная схема одного из вариантов установки каталитического крекинга с «кипящим» слоем катализатора. Сырье нагревают сначала в теплообменнике I, затем в трубчатой печи 2 до температуры 400°С и направляют в узел смешения реактора. Здесь его подхватывает горячий катализатор. Сырье при контакте с ним испаряется и в виде потока нефтяных паров вместе с катализатором через транспортную линию и распределительное устройство поступает в реакционную зону реактора 3, где поддерживается определенная высота взвешенного слоя катализатора — «кипящий» слой. Пары продуктов крекинга проходят верхнюю отстойную зону реактора и циклоны (на схеме не показаны), где освобождаются от мелких частиц катализатора и направляются в ректификационную колонну 4. Здесь реакционная смесь разделяется с выделением фракций легкого и тяжелого каталитического газойля, бензина и газа. Газ и бензин охлаждают в конденсаторе-холодильнике 5 и отделяют друг от друга в газосепараторе 6. Далее газ направляют на разделение на газофракционирующую установку. Легкий и тяжелый газойли собирают в резервуары, причем тяжелый газойль частично используется в качестве рециркулята. Закоксованный катализатор из реактора 3 поступает в узел смешения регенератора, смешивается с воздухом и пневмотранспортом по трубопроводу подается в регенератор 7, где при температуре 580—650°С происходит выжиг кокса кислородом воздуха. Регенерированный катализатор через стояк регенератора поступает в узел смешения реактора и снова участвует в процессе.

Наиболее часто разрушение оборудования установок каталитического крекинга связано с одновременным воздействием на него при высоких температурах сероводорода, продукта превращения серосодержащих компонентов сырья установки, и абразива — частиц катализатора. Износу способствует как высокая абразивная способность частиц катализатора, так и большие скорости технологических потоков, характерные для установок каталитического крекинга. Поэтому наибольшее количество разрушений оборудования связано с коррозионно-абразивным износом. Образующиеся продукты коррозии при этом сбиваются струей абразива, и процесс разрушения развивается со скоростью более 5—10 мм/год.

Змеевики печей установок каталитического крекинга, подобно змеевикам печей термического крекинга, страдают главным образом от высокотемпературной сероводородной коррозии (внутренняя поверхность змеевика) и от воздействия кислого электролита, появляющегося на внешней поверхности змеевика при остановках аппарата.

Условия эксплуатации реакторов установок каталитического крекинга оказываются более жесткими, чем реакторов термокрекинга. Это связано с тем, что используемые в процессе катализаторы не только вызывают увеличение скорости протекания целевого процесса, но и способствуют быстрому разложению присутствующих в сырье аппарата (вакуумном газойле) серо-, азот-, кислород- и хлорсодержащих соединений с образованием соответственно сероводорода, аммиака, хлороводорода, циановодорода и паров воды. Существенные количества этих соединений появляются уже при температуре 480°С. Содержание их в рабочей среде при температуре 600—650°С делает эту среду агрессивной. Наибольшую опасность представляет сероводород, особенно в присутствии в среде абразива. Циклоны и шлемовая часть реактора подвержены коррозионно-абразивному износу. Скорость поражения этих элементов оборудования порой достигает 10 мм/год.

Регенератор работает при более высокой температуре, чем реактор и, следовательно, в более жестких условиях. Так же, как и реактор, он подвержен коррозионно-абразивному износу под действием сероводорода и катализатора. То же относится к транспортным линиям реактора и регенератора и к газоходам дымовых газов регенератора.

В весьма сложных условиях работают сильфонные компенсаторы, установленные на катализаторопроводах. Как правило, их изготавливают из стали 08Х18Н10Т. Такие компенсаторы могут успешно эксплуатироваться в течение всего проектного срока службы (5 лет) в случае, если удается исключить появление влаги на гибком элементе. Если же влага появляется, срок службы компенсатора может сократиться до нескольких суток. Кислые газы, присутствующие в рабочей среде, растворяются во влаге и образуют кислоты. В условиях действия знакопеременных нагрузок такие среды вызывают коррозионное растрескивание гибкого элемента.

Для ректификационных колонн опасность представляет высокотемпературная сероводородная коррозия нижней части аппарата, работающей при температуре выше 260°С. Верхняя часть этих аппаратов, включающая верхнее днище, верхние тарелки и др., подвержена существенной общей и язвенной коррозии под действием сероводорода и хлороводорода, образующихся в результате каталитического превращения серо- и хлорсодержащих компонентов сырья. Растворяясь в конденсирующейся при остановках аппарата влаге, они образуют кислоты, вызывающие общую коррозию и существенно повышающие агрессивность рабочих сред конденсационно-холодильного оборудования, выполненного из углеродистых сталей.

На установках каталитического крекинга иногда используют конденсаторы-холодильники с латунными трубами. Такие трубы хорошо работают в нейтральных и слабокислых средах. Если же среда имеет щелочной характер, наблюдается их коррозионное растрескивание. Использование аппаратов с трубами из аустенитных хромоникелевых сталей приводит к отказам в случае наличия в среде хлоридов и цианидов.

Газосепараторы изготавливают из углеродистых сталей. Нижняя часть этих аппаратов, контактирующая с водными растворами сероводорода при температуре 40—80°С, подвержена общей коррозии. При высоком содержании в среде сероводорода они страдают от наводороживания и блистеринга.

Таким образом, появление в средах установок каталитического крекинга сероводорода и ряда других продуктов каталитического превращения компонентов сырья делает проблему коррозии оборудования установок существенной. Абразивный износ аппаратов и трубопроводов под действием частиц катализатора значительно усугубляет эту проблему.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: