腐蝕在線監測系統在常減壓蒸餾裝置的應用

張 浩，潘從錦

(中國石油天然氣股份有限公司克拉瑪依石化分公司，新疆 克拉瑪依 834003)

隨著加工原油硫含量的不斷增加，劣質化日趨突出，裝置設備的腐蝕越來越嚴重，由腐蝕引發的設備問題和安全隱患也逐漸增多。如何對腐蝕進行監測、及時掌握設備的腐蝕狀況，指導工藝防腐措施的落實，對腐蝕進行有效的控制和防護成為目前設備管理的一個重要課題。因此，在2012年6月大修停工檢修期間，某石化公司在Ⅰ套/Ⅱ套常減壓蒸餾裝置，安裝了格魯森公司的GR6000腐蝕在線監測系統，用以實時監測設備腐蝕速率，指導優化工藝防腐措施。

1 常減壓蒸餾裝置腐蝕特征

常減壓蒸餾裝置在不同的溫度和壓力條件下，利用組分分餾點的不同將原油分餾成汽油、煤油、柴油、蠟油和渣油等。裝置設備腐蝕受原油性質影響較大，原油中腐蝕性的硫組分和環烷酸在不同的溫度條件下對設備的不同部位產生各種腐蝕。

在常減壓蒸餾裝置中主要有以下3種腐蝕形態:(1)低溫H2S-HCl-H2O腐蝕;(2)高溫H2S+S+RSH(硫醇)腐蝕及高溫H2S+RCOOH(環烷酸)腐蝕;(3)煙氣露點腐蝕。3種腐蝕環境下腐蝕的設備和腐蝕形式見表1[1]。

表1 常減壓蒸餾裝置腐蝕環境及發生部位Table1 Atmospheric and vacuum distillation unit corrosion environment and location

2 腐蝕監測原理及特點

2.1 精密電阻探針

精密電阻探針采用目前先進的電阻測量技術，用于監測腐蝕介質對管道的腐蝕速率，測量精度高，數據實時準確。精密電阻監測方法是建立在均勻腐蝕的基礎上，通過測量金屬探針在腐蝕前后的減薄量而引發的探針電阻值的變化來測量腐蝕速率。它反應的是一段時間內的腐蝕積累情況。精密電阻探針能夠測定液相或氣相的腐蝕，可應用于電解質腐蝕體系和非電解質腐蝕體系，并且將腐蝕量變成電子信號輸出，實現了實時在線監測，是目前使用比較廣泛的在線腐蝕監測方法[2]。

2.2 pH值探針

介質pH值的在線監控對穩定工藝過程、降低原料消耗、減少設備腐蝕等起著重要作用。pH電極包括參比電極和測量電極，參比電極有固定的電位。測量電極的電位隨H+的濃度變化而變化，這兩個電極形成一個原電池，測量兩電極的電壓，即可以知道被測溶液中的pH值。

3 在線監測系統組成

GR6000腐蝕在線監測系統見圖1。其主要包括以下組成部分:

圖1 GR6000系統拓撲圖Fig.1 GR6000 system topology

C-Server中心服務器:安裝在企業局域網內，負責進行數據的存儲與管理，同時為用戶提供數據及管理服務。

通訊轉換器:負責為現場RS485總線供電，將數字信號轉接入企業局域網。

數據采集器:分為精密電阻采集器及pH值采集器，分別負責采集精密電阻探針及pH值探針數據。

探針:分為精密電阻探針及pH值探針。

4 監測點分布

根據某石化公司常減壓蒸餾裝置的腐蝕特點，腐蝕主要集中在三頂部位，選定了12個監測點，具體的監測點分布見表2。

表2 常減壓蒸餾裝置腐蝕監測點分布Table2 Distribution of atmospheric and vacuum distillation unit of corrosion monitoring

5 典型腐蝕曲線分析

現場監測點選在常頂空冷進出口處進行對比監測，現將該監測點數據的實時腐蝕速率曲線波動情況進行分析。

5.1 Ⅰ套常減壓蒸餾常頂空冷前后腐蝕

2012年7月5日至8月12日，常頂空冷器前進口管線的精密電阻探針腐蝕率為0 mm/a;常頂空冷器后出口管線的精密電阻探針腐蝕率為0.1147 mm/a(見圖2)。

圖2 Ⅰ套常頂進空冷前后腐蝕數據對比Fig.2 First sets of device the corrosion data comparison before and after the inlet air cooling system

5.2 Ⅱ套常減壓蒸餾常頂空冷前后腐蝕

7月6日至8月12日，常頂空冷前進口管線的精密電阻探針腐蝕率為0.1712 mm/a;常頂空冷后出口管線的精密電阻探針腐蝕率為0.2609 mm/a(見圖3)。

圖3 Ⅱ套常頂空冷前后腐蝕數據對比Fig.3 Second sets of devices the corrosion data comparison before and after the inlet air cooling system

5.3 Ⅰ套常減壓蒸餾pH計曲線對比

Ⅰ套常減壓蒸餾裝置pH計測量值圖譜見圖4和圖5。

5.4 Ⅱ套常減壓蒸餾pH計曲線對比

Ⅱ套常減壓蒸餾pH計測量值圖譜見圖6和圖7。

圖4 Ⅰ套常頂含硫污水pH計測量值Fig.4 First set of devices sulfur-containing wastewater pH measuring value map at the top of the atmospheric tower

圖5 Ⅰ套減頂含硫污水pH計測量值Fig.5 First set of device sulfur-containing wastewater pH measuring value map at the top of the vacum tower

圖6 Ⅱ套常頂含硫污水pH計測量值Fig.6 Second sets of devices sulfur-containing wastewater pH measuring value map at the top of the atmospheric tower

圖7 Ⅱ套減頂含硫污水pH計測量值Fig.7 Second sets of device sulfur-containing wastewater pH measuring value map at the top of the vacuum tower

6 結論

從上述腐蝕在線監測系統的分析圖譜中可以清晰地看出:

(1)Ⅰ套常減壓和Ⅱ套常減壓蒸餾裝置的常頂空冷器后出口管線的腐蝕速率比常頂空冷前進口管線的腐蝕速率高，可以分析推斷出常頂的露點腐蝕部位集中在常頂空冷后管線處，這一系統部位應該作為重點監控部位;

(2)pH值曲線平穩，無大的波動，Ⅰ套常減壓蒸餾pH值控制在5～7，Ⅱ套常減壓蒸餾裝置pH值控制在6～8，符合控制指標，使裝置中和劑消耗量大幅度降低;

(3)GR6000腐蝕在線監測系統運行能夠及時、準確地反映監測點的腐蝕情況，可對現場設備、管線的腐蝕趨勢和變化進行定性分析，可對常減壓蒸餾裝置“三頂”系統設備的腐蝕狀況進行實時監測，對裝置防腐措施優化提供了很好的指導作用，對設備防腐蝕管理具有積極的指導意義。

[1]林世雄.石油煉制工程[M].北京:石油工業出版社，2000:191-278.