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炼油厂冷却器管束出现结垢腐蚀的原因分析
发布人:泰兴市东进节能设备厂 发布时间:2016/12/21 12:29:55 阅读次数:881

对于炼油厂而言,冷却器是生产装置最关键的设备之一,当冷却水和温度较高的介质换热时,容易结水垢,形成锈垢层,增加了热阻,严重降低了换热效率,满足不了生产需要。除此还会出现腐蚀泄漏现象,严重影响了生产装置的安全、稳定、满负荷运行。出现结垢腐蚀的原因有哪些呢?

由于炼油厂的冷却器均采用重复利用的循环水,水中含有钙、镁离子和酸式碳酸盐,冷却器材质多数为碳钢。当冷却水流经传热的金属表面时会发生如下反应:Mg+2+HCO3-+H2O—MgCO3↓+Mg(OH)2?3MgCO3+CO2 Ca+2+2HCO3__H2O+CO2+CaCO3↓;如果水中加有聚合磷酸盐作缓蚀剂时存在如下反应:3Ca+2+2PO4-2__Ca(PO4)2↓,久而久之就会在传热面上逐渐结垢,当冷却器运行时,就会影响换热效果,甚至还会出现有个别管束被堵死的现象,此外溶解在冷却水中的氧还会造成金属腐蚀,形成铁锈, 2Fe+2H2O+O2—2Fe(OH)2↓,产生的生成的亚铁化合物在含氧的水中是不稳定的,它将进一步氧生成氢氧化铁,氢氧化铁经过脱水,生成铁锈,也会造成管壁垢下腐蚀,使管束的使用寿命下降,化学反应如下:2Fe(OH)2+2H2O+1/2O2--2Fe(OH)3↓,2Fe(OH)3—FeOOH↓+H2O。金属在垢下腐蚀由于本身电化学腐蚀存在自催化作用,也会加速金属的腐蚀。

在炼油过程中常见的除了冷却器管束内壁出现结垢腐蚀,外壁也会出现腐蚀,尤其是一次、二次加工装置的常减压、催化裂化、延迟焦化等塔顶低温部位的冷凝、冷却系统烦腐蚀非常严重。出现这些腐蚀主要是电化学腐蚀导致的,因为冷却器壳程介质多数是油、汽,操作温度在100-160℃之间,腐蚀表现一般是气相部位腐蚀轻微,液相部位腐蚀严重,特别是气液两相相变部位最为严重。腐蚀形态是处于全面腐蚀和局部腐蚀并存,表现最为突出的是坑蚀穿孔,腐蚀速度最快的能高达每年6毫米以上,一般年平均在1.2-5毫米之间。

如果油以气态方式存在,腐蚀会变小,因为油中含有的HCl,H2S,HCN,NH3和H2O会挥发掉。当冷凝换热后温度下降100℃以下时,就会出现液体水,从而使得冷却器壳层形成由HCl-H2S-H2O与HCN-NH3-H2O系统的腐蚀。而且HCl和H2S 还会形成循环腐蚀,特别是一次加工装置中使用,化学反应为:Fe+2HCl—FeCl2+H2↑、 FeCl2+H2S—FeS↓+2HCl、Fe+H2S—FeS+H2↑、FeS+2HCl—FeCl2+H2S。二次加工装置冷凝系统的腐蚀和一次的除了在冷凝区域气液两相相变部位的腐蚀程度是相同的,其他都不相同。而且出现腐蚀,管束还易被管束之间的疏松的腐蚀产物以及污物堵死,导致金属表面出现蚀坑现象。

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