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爆破!停机!化工设备腐蚀,究竟有多可怕?!

供稿:梅特勒-托利多国际贸易(上海)有限公司 过程分析产品 2020/1/2 10:47:56

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  • 关键词: 设备腐蚀 氧含量在线测量
  • 摘要:设备腐蚀是化工业普遍存在的现象。腐蚀不仅会对工艺设备造成损坏,还会导致严重的生产损失,对生产人员人身安全构成威胁。而石化行业设备防腐的奥秘之一,就是严格的控制过程中pH和氧含量的范围。通过在线测量关键分析参数实现设备腐蚀的预防管理。

2016年3月22日,武汉一化工厂,在锅炉设备运行过程中,因高温引起设备腐蚀,锅炉炉膛负压波超过负荷,导致锅炉动作灭火,燃料丧失。最终被迫进行发电机逆功率动作解列,申请中调停机检修。经过停炉现场检查确认,锅炉左侧水冷壁喷燃器腐蚀严重,从炉前向炉后数第20根管爆破。

设备腐蚀是化工业普遍存在的现象,机械设备被腐蚀后,在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化,造成设备破坏以及资源和能源的严重浪费,使企业受到巨大的损失。

化工行业由于设备腐蚀带来的成本常常是天文数字,难以估量。腐蚀不仅会对工艺设备造成损坏,如果发现不及时,还会导致严重的生产损失,甚至对生产人员人身安全构成威胁。尤其是炼油及下游的石化生产企业,因原油的品质不同,特别容易受到腐蚀影响。

因此,研究腐蚀机理,采取防护措施,提高防腐能力,对企业发展有着十分重大的意义。 

而石化行业设备防腐的奥秘之一,就是严格的控制过程中pH和氧含量的范围。通过在线测量关键分析参数实现设备腐蚀的预防管理。

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◇ 原油引起腐蚀的原因 

“包罗万象”是对原油的最好描述:多种碳氢化合物和分散的间隙水组成的乳化物,同时含有盐,金属硫磺等固体杂质,氧气、氮气、硫化氢(H2S)等溶解气体。炼油厂和下游石化企业中的大部分腐蚀问题不是由碳氢化合物,而是由其中的无机物引起的。原油中的盐通过水解生成酸,酸会溶解保护金属的钝化氧化层,从而进一步使金属管道设备受到腐蚀。

尽管,水、盐、硫的含量和总酸值(TAN)决定了原油的腐蚀性,但并不绝对。因为在原油加工和储存的不同阶段,关键过程分析参数的改变会影响其腐蚀性。

◇ pH和溶解氧的影响 

pH和溶解氧的变化作为一个复杂的系统会共同影响石化设备腐蚀情况。

结果表明,pH值在4-10之间时,铁的腐蚀速率主要由氧浓度决定,而不是由pH值决定。pH值在4以下时,氧化亚铁(FeO)溶解,这意味着钝化层形成后会消除。换句话说,腐蚀在低pH值下的传播速率高于高pH值下的传播速率(见图1)。

 

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在完全无氧的情况下,腐蚀速率在高pH值(> 12)的情况下也会增加。尽管炼油和石化行业中这种情况比较少见,但也不能完全忽视,因为一些碱洗设备或洗涤器确实可能在非常高pH值的环境下运行。

除了腐蚀外,氧也是结垢的主要原因,因为许多锈蚀的腐蚀产物会像固体一样沉积在流速较低的区域,造成热交换器和排水管堵塞。

◇ 解决方案 

防止发生腐蚀的策略和处理方法有很多。综合考虑,通过在线分析仪表对pH和溶解氧持续监控,避免形成腐蚀性环境是首选方式之一。

梅特勒-托利多的InPro® 4800i 是用于石化过程理想的pH传感器。其双腔参比系统与大面积PTFE除垢隔膜提供了绝佳的屏障,可阻止硫化物和粘性碳氢化合物中毒。

InPro® 4800i 采用智能传感器管理(ISM®)技术,可提供增强的性能诊断信息,确保每个传感器在不影响测量可靠性的情况下充分使用。

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梅特勒-托利多的ISM产品系列中还有溶解氧测量传感器。针对不同的工况需求,可提供多种选择,适用于大多数石化过程的蒸汽冷凝水和工艺水应用,即使在较低的ppb范围内仍可实现精确测量。

 

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M400多参数变送器与变送器配合,使在线分析技术如虎添翼。无论是测量pH还是溶解氧,直观的操作界面都可即时访问诊断和维护功能。通过HART或Foundation Fieldbus通信,可以使用大多数常见的资产管理工具方便地远程监控传感器诊断。

凭借在全球石化行业多年的经验,梅特勒-托利多提供了完整的分析仪器平台,并基于客户需求,不断发展壮大虽然,在线分析仪表并不能彻底杜绝石化设备腐蚀,但却是预防的开始。梅特勒-托利多过程分析愿与所有石化企业一起,预防设备腐蚀,降低运营成本和安全风险!

点击如下链接或扫描下方二维码,一键直达案例手册,了解“原油脱盐过程中的pH控制”的更多信息。

Link: https://www.mt.com/cn/zh/home/library/white-papers/process-analytics/ph-control-in-crude-desalting.html

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审核编辑(王静)
更多内容请访问 梅特勒-托利多国际贸易(上海)有限公司 过程分析产品(http://c.gongkong.com/?cid=44894)

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