腐蝕在線監測系統在常減壓蒸餾裝置上的應用

李廷祥，胡 洋，趙 濤

(中國石油化工股份有限公司齊魯分公司，山東 淄博 255434)

中國石油化工股份有限公司齊魯分公司勝利煉油廠第Ⅳ套常減壓蒸餾裝置主要加工高硫高酸原油，加工能力為8 Mt/a，2010年3月底建成投產，2012年10月檢修。在運行周期內，裝置主要加工勝利油田高硫高酸原油，并摻煉第Ⅱ套常減壓蒸餾裝置拔頭后的沙重、南帕斯凝析油等十幾種原油，酸值在1.685 mgKOH/g左右，硫的質量分數在1.97%左右。因原油性質較差，裝置運行過程中，多次發生腐蝕失效事故。2010年6月，常減壓蒸餾裝置常頂循環回流泵P104A的入口過濾器腐蝕斷裂，自沖洗抽出短節發生泄漏;2011年4月，常頂揮發線抽出第一個彎頭測厚過程中發現腐蝕減薄，厚度由原來的12 mm減薄為7.58 mm;2012年7月，常壓塔第12層塔盤北側受液槽處塔壁因腐蝕原因造成局部穿孔。由于第Ⅳ套常減壓蒸餾裝置設備腐蝕狀況日益嚴重，于2011年8月31日在常頂空冷器和減頂冷卻器部位安裝了腐蝕在線監測系統。

1 腐蝕在線監測系統原理和特點

腐蝕在線監測系統采用電感式探針監測技術，也被稱為磁阻式探針技術。基本原理是通過給一個線圈施加一個恒定的交變電流，使得線圈電感對金屬敏感元件(試件)的厚度變化非常敏感，通過測量敏感元件因腐蝕而引起的阻抗微小的變化信號，換算成腐蝕速率。電感式腐蝕在線監測系統具有反應時間短(幾分鐘)、使用范圍廣(幾乎所有的腐蝕介質)等特點，兼有電阻探針(ER)和線性極化探針(LPR)的優點[1-2]。

電感式探針適用于操作溫度不大于240℃的環境。現場安裝要求有一定的操作空間(一般需要2.5 m)，現場安裝需牢固、可靠以免因探針發生震顫，影響其正常監測。現場監測位置選擇腐蝕嚴重且具有代表性的部位。第Ⅳ套常減壓蒸餾裝置的監測位置主要選在常頂空冷器EA101A，B，E，F，L 和減頂冷卻器 E144A，E145A 和 E146低溫輕油部位。

2 腐蝕在線監測系統在裝置上的應用

2.1 在常頂空冷器上的應用

常頂空冷器EA101A，B，E和L腐蝕監測趨勢見圖1。因受對比分析功能限制，EA101F未顯示出。由圖1可知，常頂空冷器腐蝕趨勢基本一致，個別監測數據異常可能與電感探針試片表面有腐蝕產物所致，具體原因有待進一步考察。

圖1 常頂空冷器電感探針監測腐蝕趨勢Fig.1 Trend of corrosion measured by electric inductances in air-coolers at the top system of atmospheric tower

腐蝕掛片探針監測數據見表1。由表1可知，常頂空冷器EA101E和EA101G的平均腐蝕速率比EA101B和EA101L大得多。

表1 常頂試片探針監測數據Table1 Data measured by corrosion probes at the top system of atmospheric tower

造成這種現象的主要原因是常頂空冷器中物流分配不均勻。第Ⅳ套常減壓蒸餾裝置常頂有12臺空冷器，每4臺1組分為3組，其物流的分配是先一分二，然后再二分三。通過紅外檢測發現，常頂空冷器表面溫度不同，遠端空冷器表面溫度明顯高于排列在中間的空冷器的表面溫度，這主要是由于介質偏流造成的。因空冷器管束內溫度不同，腐蝕機理和腐蝕形態也各不相同，溫度較低的空冷器更容易發生低溫鹽酸露點腐蝕和銨鹽的垢下腐蝕，造成塔頂空冷器腐蝕速率不均勻。

腐蝕在線監測系統對常壓塔頂系統的工藝防腐調整意義較大。通過腐蝕在線監控發現，空冷EA101E腐蝕速率由2011年9月16日的0.07 mm/a快速增加至2011年10月31日的0.17 mm/a，升高近2.43倍。腐蝕速率快速增加的原因是由于中和劑效果較差，致使油氣介質的pH值偏低所致。通過采取調節中和劑注入量的措施，使腐蝕逐步得到了控制，腐蝕速率一般為0.02 mm/a左右。

2.2 在減頂冷卻器上的應用

減頂冷卻器E114A，145A和146腐蝕監測趨勢對比見圖2。由圖2可知，減頂冷卻器腐蝕大小不一，這同樣與工藝介質分配有關。由于一級冷卻器油氣中的腐蝕介質較多，腐蝕略大，隨著油氣介質溫度的降低，腐蝕介質大多被冷凝、中和，腐蝕逐漸減小。所以呈現出E144A腐蝕較重，E145A次之，E146介質是一、二級合流，腐蝕居中。

圖2 減頂冷卻器監測腐蝕趨勢Fig.2 Trend of corrosion of coolers at the top system of vacuum tower

2012年7月4日常壓塔腐蝕泄漏處理后，減頂冷卻器E144A的腐蝕速率急劇增加，腐蝕速率由2012年7月8日前的0.085 mm/a上升到2012年7月31日1.000 mm/a，增加近11.76倍，瞬時腐蝕速率達8.000 mm/a以上。造成其腐蝕的主要原因是減頂生產工藝改為B列運轉，A列停運，注劑改注到B列冷卻器，而A列系統中殘存的腐蝕介質沒有得到繼續中和，致使其腐蝕急劇上升。經生產單位進行調整，設備腐蝕得到了控制。通常認為設備在停運中，因腐蝕介質減少腐蝕會降低。但通過在線腐蝕監測系統發現，裝置停工檢修過程中設備也會繼續腐蝕。以E144A為例，腐蝕速率由2012年9月19日前的0.141 mm/a上升到2012年10月10日0.889 mm/a，增加近6.30倍。所以生產裝置在設備停運過程中應該進行吹掃置換烘干，避免腐蝕繼續發生。

3 建議開展的工作

(1)為了便于操作人員實時了解裝置腐蝕動態，應將腐蝕速度監控結果引入DCS，當腐蝕速率超標時進行報警，以便于崗位人員及時調整工藝防腐蝕操作，降低設備的腐蝕。

(2)為了使獲得的監測數據更加具有可靠性，應對監測數據的離群值進行回歸處理，以消除干擾因素對監測數據的影響。

(3)現電感探針結構為法蘭連接型式，安裝不便，建議將其結構改為絲扣連接，使探針的現場維護和更換更為方便。

4 結論

經過近一年多的連續運行，腐蝕在線監測系統達到了相關的技術要求:實現了電感探針在線自動腐蝕監測及檢測數據局域網實時傳輸，使被測設備的腐蝕趨勢一目了然，設備腐蝕檢測工作變得更加迅速、便捷、直觀，為指導生產、調整操作以及設備腐蝕與防護提供了可靠的監測數據，為企業的設備長周期安全運轉和提高經濟效益奠定了堅實的基礎。

[1]孔祥軍，馬玲，李磊，等.煉油行業設備腐蝕監測技術現狀[J]. 煉油與化工，2010，21(2):32-35.

[2]鄭麗群.電阻探針實時監測數據的誤差分析與處理[J].石油化工腐蝕與防護，2010，27(2):31-34.