超级石化主要内容：对丁二烯抽提装置33台设备，21条管道进行了腐蚀检查和分析，检查发现：该装置的主要腐蚀类型为乙酸腐蚀,水冷器存在冷却水/垢下腐蚀，腐蚀产物主要为Fe3O4和Fe2O3。针对丁二烯抽提装置的腐蚀问题，提出了相关防腐蚀建议。
超级石化关键词：丁二烯抽提装置；腐蚀检查；腐蚀分析；乙酸腐蚀
2018年4月，对某石化厂丁二烯抽提装置33台设备和21条管道进行了腐蚀检查，对腐蚀检查结果进行了汇总和分析，并提出了相应的防腐蚀建议，为丁二烯抽提装置防腐蚀工作提供参考依据。
1 装置介绍
某石化厂150 kt/a丁二烯抽提装置用含水乙腈作溶剂，采用两级萃取、两级精馏工艺方法从乙烯裂解的混合C4馏分中萃取高纯度的1,3-丁二烯，用作下游顺丁橡胶装置的原料。其副产品抽余C4用作MTBE装置的原料,含炔C4返回乙烯装置加氢后用作裂解原料。
丁二烯抽提装置包括主丁二烯单元和橡胶返回丁二烯处理单元(回丁单元)，两单元共用溶剂精制、凝液和药剂注入系统。
装置设计裂解C4处理量 37.431 t/h，循环丁二烯3.984 t/h,年产丁二烯16.5万吨(含回收循环丁二烯，丁二烯纯度≥99.5%)，抽余C4 13.9万吨。丁二烯收率≥97%。
2 装置主要腐蚀问题
2.1 塔 器
此次腐蚀检查共对7台塔器进行了检查，材质均为Q345R。检查发现：(1)解吸塔C-1102顶部封头有大量腐蚀坑，最深约2.5 mm，内构件多处严重变形；(2)除炔塔C-1104顶部接管存在密集腐蚀坑，最深约2.5 mm；(3)脱重塔C-1201B顶部接管、人孔处、内壁存在多处蚀坑，顶部接管蚀坑最深约2.0 mm；(4)回丁解吸塔C-1603顶部封头、人孔处、底部封头有大量腐蚀坑，最深约2.0 mm。
2.2 容 器
此次腐蚀检查共对4台容器进行了检查，材质均为Q345R。检查发现：回收塔回流罐V-1305封头及筒体存在大量腐蚀坑，最深约2.0 mm。
2.3 换热器
对22台换热器进行了腐蚀检查。
2.3.1 脱重塔冷凝器
检查发现：E-1201A管箱内壁及管口结垢明显，垢下轻微腐蚀。3台冷凝器管口均有腐蚀，其中E-1201B/C较严重。E-1201B/C管箱内壁发现明显腐蚀,见图1及图2。对3台换热器管束进行涡流检测抽查，发现管束壁厚平均减薄量为40%。
图1 E-1201B管箱内壁腐蚀
2.3.2 循环水冷却器
检查发现：丁二烯冷却器E-1208管口有较明显的锈蚀，换热管(材质碳钢)外表面严重锈蚀，除去表面浮锈可见腐蚀坑，最深约1.5 mm(图3)，壳体(材质Q345R)内壁有明显锈蚀(图4)。其余循环水冷却器均有轻微的循环水垢下腐蚀。
图2 E-1201C管箱内壁腐蚀
图3 E-1208管束蚀坑
图4 E-1208壳体内壁锈蚀
2.4 管 道
此次腐蚀检查共涉及21条管道，经超声测厚，发现两条粗丁二烯管道有如下问题：
(1)管道P22012001(规格φ508 mm×9.53 mm，材质为20号钢，介质粗丁二烯)，实测最小壁厚8.0 mm，减薄1.53 mm。
(2)管道P22012007(规格φ50 mm×3.91 mm，材质为20号钢，介质粗丁二烯)，实测最小壁厚2.4 mm，减薄1.51 mm。
3 腐蚀分析
3.1 有机酸腐蚀
3.1.1 损伤机理及形态
金属与低分子有机酸(乙酸)接触时发生均匀腐蚀或局部腐蚀。碳钢、低合金钢发生乙酸腐蚀时可表现为均匀腐蚀，介质局部浓缩或露点腐蚀时表现为局部腐蚀或沉积物下腐蚀。
3.1.2 装置腐蚀分析
该装置采用乙腈作为溶剂对丁二烯进行萃取，乙腈在一定条件下易分解成乙酸和氨。乙酸具有较强的腐蚀性，容易对设备和管道造成腐蚀。
介质含有乙腈的设备和管道易发生有机酸腐蚀[3]。腐蚀检查发现：解吸塔、除炔塔、脱重塔、回丁解析塔、回收塔回流罐、脱重塔冷凝器及粗丁二烯管道均存在类似的腐蚀情况。
3.2 冷却水/垢下腐蚀
3.2.1 腐蚀机理描述
冷却水中的溶解盐、气体、有机化合物或微生物活动可引起碳钢和其他金属的腐蚀。若冷却水以垢下腐蚀为主时，多表现为局部腐蚀[4]。
3.2.2 装置腐蚀分析
垢层可由矿物沉淀、淤泥、悬浮的有机材料、腐蚀产物和微生物生长形成，造成垢下腐蚀。装置中所有走水的设备及管线均存在冷却水/垢下腐蚀。腐蚀检查发现：装置中所有循环水冷却器均存在冷却水/垢下腐蚀，其中丁二烯冷却器E-1208腐蚀较为严重。
4 结论与建议
该装置设备、管线腐蚀主要集中在脱重塔顶系统。从历史运行状况来看，该系统多处发现泄漏和裂纹。应对该区域管道、设备重点关注，防止泄漏发生。为此，提出如下建议：
(1)对脱重塔内的亚硝酸钠水溶液进行定期置换，防止乙腈分解的乙酸和氨积累；
(2)控制循环水的质量及流速，循环水入口设计温度低于57 ℃；
(3)对于脱重塔顶系统易发生腐蚀的设备和管道要重点监测，可通过腐蚀挂片、定点测厚、腐蚀探针等手段建立完善的腐蚀监测系统。
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