3號溶劑再生裝置的腐蝕問題及應(yīng)對策略

呂春龍,王 清,袁亞東

(中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南 洛陽 471000)

3號溶劑再生裝置于2020年9月22日開工，設(shè)計處理能力為320 t/h，采用復(fù)合型甲基二乙醇胺(MDEA)溶劑作為脫硫劑。該裝置實現(xiàn)了全廠臨氫裝置胺液和非臨氫裝置富胺液的獨立再生和循環(huán)使用。富胺液返回3號溶劑再生裝置后，脫除硫化氫，變?yōu)樨毎芬貉h(huán)使用，酸性氣送至硫黃回收裝置[1]。

1 腐蝕情況

3號溶劑再生裝置主要由富胺液再生塔、貧胺液緩沖罐、機泵等組成。裝置流程如圖1所示。

圖1 裝置流程

2021年10月1日，發(fā)現(xiàn)塔頂水冷器E3503前三通底部砂眼。

2 泄漏原因分析

經(jīng)超聲測厚發(fā)現(xiàn)三通底部泄漏處壁厚存在明顯減薄現(xiàn)象，其他直管部分、焊縫及臨近管件未見明顯腐蝕。

2.1 材質(zhì)選用等級不夠

借鑒國內(nèi)經(jīng)驗，碳鋼為酸性氣管道主流材質(zhì)，同時結(jié)合裝置的濕硫化氫腐蝕環(huán)境，升級使用了抗硫化氫腐蝕20號鋼材質(zhì)。相比碳鋼材質(zhì)，不銹鋼管線的抗腐蝕能力更強[2]。

2.2 管道布局不合理

泄漏處位于酸性氣空冷器出口管道，操作壓力為0.1 MPa，溫度為60～70 ℃，管線內(nèi)介質(zhì)為酸性氣和酸性水的氣液兩相流體，經(jīng)空冷器出口集合管后，垂直下落至水冷器入口水平管道(高差約2 m)，氣液兩相重力流會引發(fā)沖刷腐蝕，造成三通底部沖刷減薄。

同類裝置對比發(fā)現(xiàn)2號溶劑再生裝置同樣位置處管道走向為水平方向,減緩了重力作用的沖刷腐蝕。

2.3 裝置硫化氫含量高

對比1號、2號、3號溶劑再生裝置原料及塔頂物料性質(zhì)，見表1。

表1 3套溶劑再生裝置部分參數(shù)

從表1可以看出:3號溶劑再生裝置原料富胺液硫化氫含量遠遠大于1號和2號溶劑再生裝置，回流罐中酸性水中硫化物濃度和酸性氣中硫化氫含量也遠遠超過其他兩套裝置，高濃度的酸性水也會加劇管道的腐蝕。由于裝置硫化氫濃度較高，再生塔回流量也相對較大，重力沖刷更明顯[3]。

3 應(yīng)對措施

3.1 更換管線材質(zhì)和管道布局

為了避免重力沖刷帶來的影響，對管線材質(zhì)進行升級，更換為更抗腐蝕和沖刷的304L材質(zhì)。同時從空冷出口至循環(huán)氫水冷器前管線進行重新布局，更改介質(zhì)流向，調(diào)整水冷器前三通處走向，減輕沖刷腐蝕。

3.2 增加渦流掃查的頻次和范圍

對于易發(fā)生腐蝕的部位重點監(jiān)控，增加脈沖渦流掃查的頻次。同時對塔頂空冷出口至水冷器入口管線各彎頭處進行脈沖渦流掃查，如圖2所示。

圖2 脈沖渦流掃查現(xiàn)場照片

檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn):酸性氣空冷A3501F出口北側(cè)彎頭(單線圖中位置23號)壁厚出現(xiàn)嚴重減薄現(xiàn)象，實測壁厚最大值12.32 mm，實測壁厚最小值5.56 mm，設(shè)計壁厚11.00 mm，最大減薄率為49.45%，最小值部位位于彎頭處，擇機對該部位進行補強或更換,掃查結(jié)果見圖3。

圖3 脈沖渦流掃查示意

4 結(jié) 語

3號溶劑再生裝置開工后，實現(xiàn)了全廠臨氫裝置胺液和非臨氫裝置富胺液獨立再生和循環(huán)使用。在運行過程中發(fā)現(xiàn)再生塔頂部水冷器前三通腐蝕泄漏。對泄漏原因進行了分析，管線材質(zhì)等級不夠、管道布局不合理及裝置原料硫化氫含量高。通過更改管線材質(zhì)、更改管道布局方式可減緩此部位的腐蝕，增加脈沖渦流掃查的范圍和頻次可有效監(jiān)控易腐蝕部位的腐蝕情況。