酸性水汽提系統失效分析及優化

徐斌（中石化股份天津分公司煉油部聯合八車間，天津 300270）

酸性水汽提系統失效分析及優化

徐斌（中石化股份天津分公司煉油部聯合八車間，天津 300270）

酸性水汽提裝置與2009年3月投產，主要處理各個裝置送來的酸性水，由于酸性水含有較高濃度的H2S、NH3等揮發性弱電解質，該裝置汽提塔頂空冷碳鋼出口管線的銨鹽及濕硫化氫環境腐蝕尤為顯著，通過對腐蝕原因總結分析，提出應對措施和解決辦法。

管線材質；空冷；腐蝕；減薄。

1 天津酸水汽提系統簡介

1.1 酸水汽提系統工藝過程簡介

酸水汽提裝置作為煉油廠的“廢水處理站”，處理的原料是來自常減壓、加氫裂化、催化裂化等裝置的酸性水。原料酸性水經脫氣、除油與塔底換熱器換熱后進入汽提塔C-201的頂部，借助塔底重沸器E-203A∕B和蒸汽共同產生的熱量把污染介質汽提出來，塔底凈化水達到排放標準（H2S小于20mg∕L，NH3含量小于50mg∕L）后從塔底排出。含污染介質的塔頂蒸汽和水蒸氣經空冷器A-202A∕B∕C冷凝后送入塔頂回流罐D-201，進行氣液分離，酸性水全回流循環至汽提塔，含H2S和NH3的酸性氣送到硫磺回收裝置。

1.2 酸性水來源

酸水汽提裝置處理量為130噸∕時，采用單塔常壓汽提工藝，2009年3月投運。處理原料為加氫裂化、蠟油加氫、重整抽提、汽柴油加氫等裝置的酸水，酸水來源廣泛、成分復雜，含Cl-酸水對設備具有極高的腐蝕破壞風險。

2 酸水汽提系統失效現狀

2012年2月3#彎頭（DN150）泄漏；2012年3月1#彎頭（DN150）泄漏。2012年8月大修時將全部彎頭換下。2013年1月至3月對大修后新換的管線彎頭進行跟蹤檢測，發現3#彎頭減薄33.96%，腐蝕速率達到10.8mm∕a；8#彎頭減薄19.48%，腐蝕速率達到9mm∕a。2015年4份現場調研發現出口管線彎頭均出現沖蝕減薄的情況。2015年4月20日，空冷510-A-202B管束泄漏。2015年11月至2016年2月再次對空冷出口管道進行測厚檢測，各個彎頭又出現不同程度的減薄，對比2015年4月測厚數據發現，最大減薄達到1.6mm。見表一

綜上，空冷出口管線材料全部更換為316L后，彎頭處腐蝕速率仍然很高，裝置存在較高的腐蝕失效風險。

表1 測厚結果

3 酸性水汽提系統失效分析

3.1 酸性水腐蝕介質分析

為了明確空冷管線的腐蝕機理，針對腐蝕減薄情況，對3#汽提空冷出口酸性水做采樣分析，分析結果如下：

樣品名稱：3#污水汽提塔頂回流酸性水采樣部位：塔頂回流罐D-201液位計排凝

分析結果：硫含量48100ppm，氨氮含量79400ppm，氯含量18200ppm∕3660ppm，pH值10.84，化學需氧量166000ppm。

3.2 流動腐蝕失效分析

3.2.1 氯化銨結晶沉積分析

通過仿真得到氣相中HCl及NH3的摩爾分率后，然后折算成各自分壓PHCl

及PNH3的值，進而得到Kp值與NH4Cl結晶平衡曲線的交點，即NH4Cl的結晶溫度，Kp大于K時會出現銨鹽結晶，如圖2-1。可見，在空冷入口至出口溫度范圍內（120℃～89℃）范圍內不會出現銨鹽結晶。

3.2.2 硫氫化銨及結晶沉積分析

同樣通過計算得到氣相中H2S及NH3的摩爾分率后，然后折算成PH2S及PNH3，進而得到其Kp值與NH4HS結晶平衡曲線的交點，即NH4HS的結晶溫度，如圖2-2。可見，標定工況下氣相中Kp隨溫度的降低出現最大值,NH4HS結晶溫度為30.2℃。空冷器出口物流溫度為85.0-90.5℃，故不會出現NH4HS鹽結晶。

圖2-2 氣相Kp（NH4HS）結晶預測Kp(NH4HS)=PNH3×PH2S

4 現階段優化措施

4.1 控制流速

降低氣液相流速可以減小沖刷腐蝕,在不影響生產的前提下適當的控制流速，使汽提塔頂空冷器物料速度控制8m∕s以下，可以減少管線的沖蝕和腐蝕。

4.2 控制介質工藝參數

控制進料S和N含量、PH值、NH4HS濃度，及其他雜質如氧、Cl-、氰化物含量。

4.3 材質升級

現有空冷及出口管線材質均升級為316L。

5 下一步優化方案

（1）進行脫氯工藝的技術交流，確定脫氯的技術方案。

（2）空冷及管道系統的平衡改造。

（3）根據現場經驗及供應商情況進行緩蝕劑選型。

（4）進行專家診斷監控系統的開發與實施。

（5）設計除鹽水沖洗流程，降低腐蝕介質濃度。

6 結語

治理腐蝕的最好辦法：預防為主，防治結合。要定期進行裝置腐蝕檢測，做定性分析。及早發現腐蝕問題，及時控制。對已經發生的腐蝕現象應該積極改進，尋找防腐措施，避免事故發生。

[1]石油化工腐蝕于防護.

[2]耐腐蝕金屬材料及防腐蝕措施.

[3]石油工業中的腐蝕與防護.

[5]全面腐蝕控制.

徐斌（1984-），男，漢族，遼寧錦州人，助理工程師，工科學士，研究方向：工藝腐蝕。