腐蝕在線監(jiān)測系統(tǒng)在常減壓蒸餾裝置的應(yīng)用

張 浩 潘從錦

（中國石油克拉瑪依石化分公司 新疆克拉瑪依）

隨著加工原油硫含量的不斷增加、劣質(zhì)化日趨突出，裝置設(shè)備的腐蝕越來越嚴(yán)重，由腐蝕引發(fā)的設(shè)備問題和安全隱患也逐漸增多。如何對(duì)腐蝕進(jìn)行監(jiān)測、及時(shí)掌握設(shè)備的腐蝕狀況，指導(dǎo)工藝防腐措施的實(shí)施，進(jìn)行腐蝕的有效控制和防護(hù)成為目前設(shè)備管理的一個(gè)重要內(nèi)容和課題。因此，在2012年6月大修停工檢修期間，石化公司在Ⅰ套/Ⅱ套常減壓裝置安裝了格魯森公司的GR6000腐蝕在線監(jiān)測系統(tǒng)，用以實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備腐蝕速率，指導(dǎo)優(yōu)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(diǎn)的不同將原油分餾成汽油、煤油、柴油、蠟油、渣油等。裝置設(shè)備腐蝕受原油性質(zhì)影響較大，原油中腐蝕性的硫組分和環(huán)烷酸在不同的溫度條件下對(duì)設(shè)備的不同部位產(chǎn)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(tài)：①低溫H2S-HCL-H2O腐蝕；②高溫H2S+S+RSH腐蝕及高溫H2S+RCOOH（環(huán)烷酸）腐蝕；③煙氣露點(diǎn)腐蝕。3種腐蝕環(huán)境下腐蝕的設(shè)備和腐蝕形式見表1。

圖1 GR6000系統(tǒng)拓?fù)鋱D

2.腐蝕監(jiān)測原理及特點(diǎn)

（1）精密電阻探針。精密電阻探針采用目前最先進(jìn)的電阻測量技術(shù)，用于監(jiān)測腐蝕介質(zhì)對(duì)管道的腐蝕速率，測量精度高，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確。精密電阻監(jiān)測方法是建立在均勻腐蝕的基礎(chǔ)上，通過測量金屬探針在腐蝕前后的減薄量而引發(fā)的探針電阻值的變化來測量腐蝕速率。它反應(yīng)的是一段時(shí)間內(nèi)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(yīng)用于電解質(zhì)腐蝕體系和非電解質(zhì)腐蝕體系，并且將腐蝕量變成電子信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，是目前使用比較廣泛的在線腐蝕監(jiān)測方法。

（2）pH探針。介質(zhì)pH值的在線監(jiān)控對(duì)穩(wěn)定工藝過程、降低原料消耗、減少設(shè)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(gè)電極形成一個(gè)原電池，測量兩電極的電壓，即可以知道被測溶液中的pH值。（純水[H+]=10-7，pH=7；酸性溶液[H+]＞10-7，pH＜7；堿性溶液[H+]＜10-7，pH＞7）

3.在線監(jiān)測系統(tǒng)組成

GR6000腐蝕在線監(jiān)測系統(tǒng)見圖1，主要包括以下組成部分：C-Server中心服務(wù)器，安裝在企業(yè)局域網(wǎng)內(nèi)，負(fù)責(zé)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理，同時(shí)為用戶提供數(shù)據(jù)及管理服務(wù)；通信轉(zhuǎn)換器，負(fù)責(zé)為現(xiàn)場RS485總線供電，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)接入企業(yè)局域網(wǎng)；數(shù)據(jù)采集器，分為精密電阻采集器及pH采集器，分別負(fù)責(zé)采集精密電阻探針及pH探針數(shù)據(jù)；探針，分為精密電阻探針及pH探針。

4.監(jiān)測點(diǎn)分布

根據(jù)石化常減壓蒸餾裝置的腐蝕特點(diǎn)，腐蝕主要集中在三頂部位，選定了12個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，具體分布見表2。

5.典型腐蝕曲線分析

現(xiàn)場監(jiān)測點(diǎn)選在常頂空冷進(jìn)出口處進(jìn)行監(jiān)測對(duì)比分析，如圖2所示，7月5日至8月12日，常頂空冷前進(jìn)口管線的精密電阻探針腐蝕率為0 mm/a，常頂空冷后出口管線的精密電阻探針腐蝕率為0.1147 mm/a；如圖3所示，7月6日至8月12日，常頂空冷前進(jìn)口管線的精密電阻探針腐蝕率為0.17 mm/a，常頂空冷后出口管線的精密電阻探針腐蝕率為0.26 mm/a。

表1 常減壓蒸餾裝置腐蝕環(huán)境及發(fā)生部位

表2 常減壓蒸餾裝置腐蝕監(jiān)測點(diǎn)分布

圖2 Ⅰ套常頂進(jìn)空冷前后腐蝕數(shù)據(jù)對(duì)比圖譜

圖3 Ⅱ套常頂空冷前后腐蝕數(shù)據(jù)對(duì)比圖譜

從圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7可以清晰地看出，Ⅰ套常減壓和Ⅱ套常減壓的常頂空冷后出口管線的腐蝕速率比常頂空冷前進(jìn)口管線的腐蝕速率高，可以推斷出常頂?shù)穆饵c(diǎn)腐蝕部位集中在常頂空冷后管線處，這一系統(tǒng)部位應(yīng)該作為重點(diǎn)監(jiān)控部位；pH值曲線平穩(wěn)，無大的波動(dòng)，Ⅰ套常減壓蒸餾pH值控制在5～7，Ⅱ套常減壓蒸餾pH值控制在6～8，符合控制指標(biāo)。

圖4 Ⅰ套頂含硫污水pH計(jì)測量值圖譜

圖5 Ⅰ套減頂含硫污水pH計(jì)測量值圖譜

實(shí)際應(yīng)用表明，GR6000腐蝕在線監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地反映監(jiān)測點(diǎn)的腐蝕情況，可對(duì)現(xiàn)場設(shè)備、管線的腐蝕趨勢和變化進(jìn)行定性分析，可對(duì)常減壓裝置“三頂”系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，對(duì)裝置防腐措施優(yōu)化提供了很好的指導(dǎo)作用，對(duì)設(shè)備防腐蝕管理具有積極的指導(dǎo)意義。

圖6 Ⅱ套常頂含硫污水pH計(jì)測量值圖譜

圖7 Ⅱ套減頂含硫污水pH計(jì)測量值圖譜

1 孫家孔，石油化工設(shè)備腐蝕與防護(hù)手冊(cè)[M].北京：中國石化出版社，1996

2 張?zhí)靹伲瑥埡疲呒t等.緩蝕劑.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

3 林世雄.石油煉制工程[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.7

4 梁自生等.在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)在煉油裝置上的應(yīng)用研究.石油化工腐蝕與防護(hù)，2003，20(4)，51-55

5 唐孟海，胡兆靈.常減壓蒸餾技術(shù)問答[M].北京：中國石化出版社，2004