提升煉廠防腐管理工作探究

翟曄(中國石油集團玉門油田分公司煉化總廠， 甘肅 玉門 735200)

提升煉廠防腐管理工作探究

翟曄(中國石油集團玉門油田分公司煉化總廠， 甘肅 玉門 735200)

本文通過結合玉門油田煉化總廠加工介質帶來的腐蝕問題，分析腐蝕機理，研究腐蝕故障發生的根本原因，做到準確把握各裝置腐蝕規律。重點介紹了該廠腐蝕管理現狀，存在的腐蝕故障、腐蝕泄漏問題，分析了腐蝕介質尤其是含S對全廠各裝置的系統性腐蝕問題，以及對這些問題的管理，采取的工藝防腐、材質升級等措施。介紹了該廠日常防腐管理工作中技術交流、學習組織情況，以及近幾年防腐創新技術、成果在該廠的應用情況。

腐蝕；管理

0 引言

玉門煉廠主要生產裝置設備、管線設計均以碳鋼為主，然而隨著原油性質不斷重質化、劣質化，尤其是含硫量(S含量0.5%左右)的不斷增加，帶來了全廠性的腐蝕問題。加之常減壓、催化、重整以及公用系統等設備管道建設年代久遠，腐蝕問題愈發突出，腐蝕泄漏故障頻繁，塔內件，換熱管束，油氣、瓦斯、酸性水等工藝管道均不同程度出現腐蝕泄漏故障，裝置設備、管網運行風險大大增加。如何準確把握腐蝕規律，對全廠腐蝕問題進行把脈，掌握腐蝕故障發生的根本原因，通過提升防腐管理，有效控制腐蝕問題的惡化，緩解腐蝕泄漏對裝置運行的風險，是防腐管理最緊迫的任務。重點從以下幾方面做好防腐蝕管理工作。

1 立足現狀、夯實基礎管理

1.1 準確掌握全廠腐蝕介質的分布

該廠加工原料包括玉門自產原油、管輸原油，而管輸包括塔指、吐哈等原油，及時掌握原油含硫、含酸等腐蝕介質，對防腐管理至關重要。他們及時從生產科、化驗分析中心獲取數據，分析原油腐蝕介質對裝置的影響，并采取應對措施。同時，為了及時掌握各裝置腐蝕介質的分布，繪制了各裝置腐蝕回路圖，在圖上標注重點部位腐蝕介質分析數據。通過腐蝕回路圖，要求各生產裝置及時培訓宣貫到生產一線操作人員，讓所有員工熟悉腐蝕嚴重部位，如常減壓三頂HCl-H2S、高溫部位S、環烷酸等介質分布，對這些部位加強巡檢、重點監護，防止突發事件的發生。根據各裝置腐蝕回路圖，總廠防腐管理工作也大大提升，通過查圖，可以準確掌握全廠腐蝕介質的分布。

1.2 把握各裝置腐蝕機理

根據API571結合該廠工藝原理等，繪制了各裝置腐蝕機理圖，分析API571中60多種腐蝕機理在各裝置各部位發生的概率，并與裝置工藝流程圖相結合，使大家對裝置存在的腐蝕機理了然，掌握該環境下設備、管道失效的根本原因。

1.3 做好全廠工藝防腐措施及效果評價

由于原油含硫量不斷增加，各裝置系統性腐蝕問題嚴重，因此該廠認真做好全廠工藝防腐，重點做好常減壓電脫鹽操作，控制脫后含鹽，避免對后續裝置帶來沖擊；同時，做好分餾塔頂的注水、注緩蝕劑措施，通過回流罐酸性水pH值、Fe2+、Cl-等及時評價緩蝕劑等工藝防腐效果，分析緩蝕劑等適應性。該廠電脫鹽在2010年安裝超聲波破乳設備取代原破乳劑工藝，取得了良好的效果，混合原油破乳效果良好，進入電脫鹽后脫鹽脫水理想，實現了脫后含鹽小于2.5mg/L。常減壓三頂、焦化分餾塔頂、重整和各加氫裝置分餾塔頂均注緩蝕劑，每周對回流罐酸性水進行取樣，對Fe2+、Cl-進行分析，對超標的及時反饋至車間，要求工藝生產及時作出調整，防止發生更大腐蝕故障。

同時不斷探索評價新的工藝防腐措施，常減壓裝置高溫硫腐蝕和環烷酸腐蝕相互促進使高溫部位腐蝕加劇，加注高溫緩蝕劑，減緩高溫硫和環烷酸帶來的腐蝕。催化裝置分餾塔頂及吸收穩定系統濕硫化氫腐蝕明顯加劇，而目前該廠尚未采取措施，在分餾塔頂加注中和劑、緩蝕劑后可有效減緩分餾塔頂以及吸收穩定系統的腐蝕。目前重整、加氫裝置應對銨鹽結晶和腐蝕的主要辦法是在結晶點以前注水，優化好注水點和注水量可以防止銨鹽結晶和腐蝕。

1.4 利用大檢修契機合理升級材質

隨著原油含硫量的升高，各裝置腐蝕故障多發，該廠利用2010、2013年兩次大檢修對常減壓三頂系統材質升級，對初常頂冷卻器、空冷器管束全部更換為304、2205、09Cr2AlMoRE等，在氣液相變區如冷卻器、空冷器出口彎頭等部位，局部管道更換為雙相不銹鋼2205，提高抗濕硫化氫腐蝕能力；高溫部位設備、管道全部更換為Cr5Mo，加熱爐出口高速轉油線材質升級為316L，提高抗環烷酸、S等腐蝕能力。催化分餾塔頂、油漿系統部分設備、管道，加氫裝置分餾塔頂系統等進行了材質升級，尤其是催化油漿蒸汽發生器采用減應力槽技術后，管束受溫差應力腐蝕開裂大大減少，實現了長周期運行。同時，全廠空氣預熱器更換為搪瓷管、鑄鐵板等減緩煙氣露點腐蝕。在今后大檢修期間我們還將針對各裝置腐蝕嚴重的設備管道進行更換，并參照《SHT 3096-2012 高硫原油加工裝置設備和管道設計選材導則》合理選材，既有效解決腐蝕、又不盲目浪費，確保主要生產裝置常減壓、催化、重整加氫等裝置的材質升級工作高效、實用。

而2014年建成的50萬噸/年焦化裝置，設計階段就考慮“十三五”期間全廠硫含量的升高，裝置整體選材較高，高溫部位普遍采用Cr9Mo、Cr5Mo管線，分餾塔頂選用抗硫化氫性能優異的09Cr2AlMoRE等，有效緩解了裝置系統腐蝕。

1.5 通過在線監測、測厚等手段，分析腐蝕嚴重部位，并重點監護。

2014年1月全廠第一套腐蝕在線監測系統在常減壓裝置上線運行，主要對常減壓三頂系統、裝置高溫系統安裝格魯森公司的精密電阻，實時監測重點部位腐蝕速率；并在三頂回流罐安裝pH探針，監測含硫污水pH值。腐蝕在線監測系統上線運行至今取得了良好的效果，可以實時指導調整緩蝕劑的注入，對腐蝕速率較高的部位加強監護等措施。

2015年該廠為主要生產車間購買了測厚儀，全面推進廠定點測厚工作，按照板塊及總廠《設備和管道定點測厚管理規定》，認真做好裝置選點測厚方案，對關鍵重點腐蝕部位定期進行測厚，計算腐蝕速率，分析腐蝕嚴重部位，并適當增加測厚頻次，同時對這些部位加強監護。對減薄迅速的隱患部位，制定安全運行措施、整改方案等，并利用裝置搶修、大檢修等時機及時對這些部位進行更換等措施。

2016年計劃對催化、焦化、重整預加氫部分、柴油改制等裝置腐蝕嚴重部位安裝腐蝕在線監測系統，以確保主要生產裝置腐蝕減薄等能夠實時得到監控，第一時間采取措施，避免發生泄漏等影響裝置運行。無論在線監測、定點測厚以及大檢修期間的全面檢驗，都為提供了一個發現問題的手段，更重要的是發現這些問題后，要及時分析系統性的腐蝕問題，并做好重點監護運行、擇機整改。

2 強化問題管理，分析故障原因

原油組成中，S對裝置腐蝕最為嚴重，它包含在所有煉油加工過程中，分為低溫濕硫化氫腐蝕以及高溫部位S腐蝕；而經過常減壓一次加工后這些H2S及高溫部位S又進入后續加工裝置，進而對催化、焦化、重整、各加氫裝置進行腐蝕。最終一部分硫化氫對常減壓、催化、焦化分餾塔頂系統進行腐蝕；一部分S通過催化反應進入催化煙氣形成SO2、SO3等對鍋爐低溫段及煙氣脫硫系統形成腐蝕；一部分H2S進入酸性水系統，腐蝕各裝置含硫污水系統及酸性水裝置；一部分H2S進入瓦斯系統，燃燒后對各裝置加熱爐系統形成露點腐蝕；一部分經過加氫裝置形成H2S對各加氫裝置塔頂系統產生腐蝕。而環烷酸主要對常減壓高溫系統高流速部位腐蝕嚴重，環烷酸進入催化反應、延遲焦化等系統分解后對后續裝置影響不大。同時原油中有機氮經過催化、焦化分解后形成NH3，進入富氣系統與HCl形成銨鹽產生腐蝕，并隨輕質油進入重整、各加氫裝置，進而形成銨鹽堵塞壓縮機并產生銨鹽腐蝕等，因此N主要對重整、各加氫裝置影響較大。

該廠腐蝕問題主要包括各裝置分餾塔頂系統H2S-H2OHCl腐蝕環境，重點對空冷器、水冷器、器壁小接管以及氣液相變區管道腐蝕。高溫部位腐蝕包括常減壓裝置240℃以上管道、設備發生高溫S+環烷酸腐蝕，催化、焦化等裝置高溫部位設備管道S腐蝕較為嚴重，同時，催化裝置油漿系統對閥門、彎頭的沖刷也較嚴重。煙氣露點腐蝕包括全廠空氣預熱器低溫部位、引風機入口和蝸殼、吹灰線，以及催化鍋爐低溫段、吹灰線等。儲罐腐蝕包括原油罐罐底腐蝕，以及成品油罐S腐蝕等，液態烴球罐焊縫H2S應力開裂風險較大；該廠對常壓儲罐外壁及罐頂進行測厚檢查，罐壁及罐底結合清罐時間加大檢查力度；球罐進行ZARE合金防腐，預防H2S應力腐蝕開裂(SSC)。重整、加氫裝置臨氫環境包括H鼓泡、應力腐蝕開裂等，同時加氫反應后在100～204℃存在銨鹽結晶垢下腐蝕，要控制好溫度，盡量使結晶點發生在低壓部位，做好注水沖洗。表面蒸發空冷、濕空冷等外部噴淋水也會造成管束的腐蝕泄漏，循環水系統腐蝕造成冷卻器泄漏等也時有發生；通過東區循環水水質監測系統和自動加藥系統，實時監測循環水結垢、生物粘泥和腐蝕情況，科學指導循環水加藥和評估回用污水對循環水水質的影響。

3 學習行業先進防腐蝕經驗，大力組織各類技術交流與學習

該廠原設計加工吐哈輕質原油，腐蝕泄漏問題較少，總廠各單位對腐蝕防護重視不夠；然而近些年由于原油含硫升高，該廠開始重視各裝置的腐蝕問題，完善腐蝕防護管理，但與外廠腐蝕防護管理仍存在一定差距。因此，該廠不斷組織各類學習、技術交流等，及時學習板塊行業腐蝕防護相關文件，不斷提高設備管理人員腐蝕防護理論水平，每年板塊組織專門的腐蝕防護培訓班，總廠積極派員學習。同時，積極邀請國內專家來廠技術交流，2015年先后兩次邀請顧望平教授來廠進行技術交流，2016年大檢修與北化大合作全面排查各裝置腐蝕情況，并先后組織了換熱器內防腐、腐蝕在線監測技術應用、停工腐蝕檢查等技術交流，開拓了廠腐蝕防護管理人員的視野，提高了理論水平。下一步將利用設備人員培訓，各類防腐項目積極組織各類技術交流和學習，努力使廠有一支理論水平扎實、現場經驗豐富的腐蝕防護管理人員。

4 強化創新，提升管理水平

隨著腐蝕與防護受到自板塊到各煉化企業的重視，該廠的防腐管理也有了很大的提升，近些年，該廠積極創新管理，一批新技術、新成果在現場得到推廣應用并取得很好的效果。該廠對主要生產裝置分餾塔頂回流罐Fe2+、Cl-進行監控，及時掌握各裝置塔頂腐蝕情況及緩蝕劑等使用效果；對濕式空冷水質加強管理，定期分析水質，指導置換排污工作。開展主要生產裝置腐蝕與防護現狀調查與評估，結合各裝置腐蝕與防護工作現狀，與合肥通用機械研究所合作對一、二次加工裝置進行腐蝕適應性評價和開展RBI風險評估，科學指導裝置工藝防腐、材質升級、設備檢驗策略、在線監測點分布等腐蝕控制策略。原油罐采用犧牲陽極包括罐底，減緩原油罐底腐蝕。球罐采用ZARE金屬防腐，預防H2S應力腐蝕開裂。同時在2016年大檢修期間，對主要生產裝置進行全面腐蝕檢查，并根據檢查結果及時采取檢維修策略，同時系統性的分析、解決存在的腐蝕問題；對全廠水冷器采用犧牲陽極保護和涂層防腐，解決循環水結垢、腐蝕帶來的水冷器泄漏，運行后期換熱效果變差等；對全廠主要生產裝置關鍵腐蝕部位安裝腐蝕在線監測系統，實現實時監測腐蝕速率、在線測厚等。

5 結語

總之，該廠表示，今后要在日常的防腐管理中加強學習，學習行業先進的腐蝕防護理念；并強化創新，轉換為該廠應用成果，努力使廠防腐管理邁上一個新臺階。

翟曄(1989-)，女 ，漢，甘肅酒泉人，助理工程師，主要從事煉油化工工作。