轻烃生产设备腐蚀结垢速度原因分析及对策

  仪器信息网 ·  2009-05-20 21:40  ·  29184 次点击
田素华赵秀玲宣良爱李胜芝
摘要:油田联合站,轻烃站稳定系统使用的天然气压缩机及分离换热器、管线等设备设施腐蚀结垢现象十分严重,大大降低了设备的使用寿命和使用效率。针对结垢成份,采取向循环水中投加化学药剂的办法来改善水质,可以有效降低设备腐蚀速率和结垢速度,以此延长设备的使用寿命。
关键词:减缓;腐蚀;结垢速度;对策
前言
石油石化行业原油稳定系统是重要生产设备,其设备内部腐蚀结垢较为普遍,严重影响了换热效果,降低了轻烃产量;主要原因是冷却水在循环过程中受温度升高,水流速度的变化,各种无机离子和浓缩的有机物质的影响,以及冷却塔和冷水池建在室外受风吹日晒和灰尘杂物的进入关系,会产生严重的沉积物的附着和滋生大量的微生物,被循环水带入循环管道,由此造成管道堵塞、腐蚀现象,不但降低了换热效果,还会造成轻烃产量下降和设备、管道的腐蚀。
一、轻烃生产的运行状况
轻烃生产主要设备是主要处理各个联合站在生产过程中的伴生气。由于压缩机在使用过程中出现较为严重的腐蚀与结垢现象,造成换热器腐蚀穿孔,从而影响压缩机开机时率,缩短设备使用寿命;由于频繁拆装清洗设备,大大增加了工人劳动强度,严重影响正常生产。
二、腐蚀结垢腐蚀因素及腐蚀机理
(一)形成结垢机理
一般天然水中都溶解有重碳酸盐{Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2},这种盐是冷却水在发生水垢附着后生成的主要成分。在循环冷却水系统中,重碳酸盐的浓度随着水量的蒸发而浓缩增加,当其浓度达到过饱和状态时,或者在经过换热器传热表面水温升高时,会发生下列反应:
Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O。
冷却水经过冷却塔向下喷淋时,溶解在水中的游离CO2会从水中逸出,促使上述反应向右方进行。CaCO3沉积在换热器传热表面,形成致密的碳酸钙水垢,它的导热性能很差。不同的水垢,其导热系数不同,但一般不超过1.16W/(mK),而钢材的导热系数为45W/(mk),可见水垢形成,必然会影响换热效率。水垢在循环水管道中不但降低了换热效率,影响产量;严重时会造成管道堵塞影响循环水的流速以及腐蚀管道。
(二)造成腐蚀机理
循环冷却水系统中,使用的设备是金属制造的换热器。对于碳钢制成的换热器,长期使用循环冷却水,会发生腐蚀穿孔,其腐蚀的原因是多种因素造成的。
1、冷却溶液溶解氧引起的电化学腐蚀。敞开式循环冷却水系统中(油田轻烃生产设备采用的方法),水与空气能充分地接触,溶液中不可避免地携带有一定量的O2,使碳钢氧化,氧离子(O-,O2-)通过氧化层向内扩散,铁离子通过氧化层向外扩散,使腐蚀继续进行。
2、微生物引起的腐蚀。微生物的滋生也会使金属发生腐蚀。这是由于微生物排出的粘液与无机垢和泥砂杂物等形成的沉积物附着在金属表面,形成氧的浓差电池,造成金属腐蚀。此外,一些厌氧菌在温度为25-30℃时,繁殖更快。它分解水中的硫酸盐,产生H2S,引起碳钢腐蚀。

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