常減壓裝置常頂腐蝕分析及防護(hù)措施

摘 要：文章主要介紹天津石化公司常減壓裝置在加工原油劣質(zhì)化過(guò)程中所遇到的塔頂?shù)蜏夭课桓g問(wèn)題，并依據(jù)塔頂系統(tǒng)的腐蝕的機(jī)理進(jìn)行分析，以“一脫三注”工藝防腐為基礎(chǔ)提出改進(jìn)、防護(hù)措施，改進(jìn)后取得了一定效果。

關(guān)鍵詞：常減壓；腐蝕；措施；工藝；防腐

一、原油加工情況及腐蝕原理和“一脫三注”的概述

天津石化公司常減壓裝置年加工能力2.5Mt/a，目前同時(shí)加工原油品種較多，主要包括了沙輕、沙中、沙重、伊輕、伊重、福蒂斯、卡斯蒂利亞、科威特等十余種。這些油種采取摻煉、混煉形式，含硫量均較高，所加工的原油硫含量數(shù)據(jù)總結(jié)如表1。

從上表可以看出，原油硫含量平均值在升高。在原油加工過(guò)程中，NaCL、MgCL2等無(wú)機(jī)鹽會(huì)在120℃開(kāi)始水解生成HCl，對(duì)設(shè)備有強(qiáng)烈的腐蝕作用，同時(shí)塔頂?shù)蜏夭课挥蠬2S存在，H2S與Fe反應(yīng)生成FeS保護(hù)膜，HCl與FeS發(fā)生反應(yīng)，破壞保護(hù)膜并生成H2S。H2S、HCl與Fe的交互反應(yīng)，導(dǎo)致腐蝕進(jìn)一步加劇進(jìn)行。

常減壓裝置通常采用“一脫三注”的防腐工藝。“一脫”即原油通過(guò)電脫鹽罐，脫掉水和無(wú)機(jī)鹽，降低設(shè)備腐蝕，“三注”是在塔頂揮發(fā)線上注入氨、緩蝕劑和水，防止HCl+H2S+H2O型腐蝕。

二、加工高硫原油遇到的防腐問(wèn)題

常減壓裝置目前加工的油種存在硫含量高，混煉比例不一，性質(zhì)不穩(wěn)定以及乳化嚴(yán)重等特性，這些變化使得常減壓裝置“一脫三注”的設(shè)施和防腐工藝顯現(xiàn)出落后，繼而帶來(lái)操作上的各項(xiàng)問(wèn)題：（1）在摻煉污油和卡斯蒂利亞時(shí)，原油脫后含鹽指標(biāo)出現(xiàn)超標(biāo)，乳化層過(guò)厚，導(dǎo)致電脫鹽電流升高，甚至?xí)?dǎo)致電脫鹽罐跳閘。（2）常減壓采用無(wú)機(jī)氨工藝，無(wú)機(jī)氨易揮發(fā)、不穩(wěn)定，不能快速溶于水中與酸發(fā)生中和作用，防腐效果差；無(wú)機(jī)氨易生成銨鹽，產(chǎn)生垢下腐蝕。（3）塔頂三注的注入口為接管形式，既造成了三劑浪費(fèi)，又降低了防腐效果。（4）常頂換熱器入口管線采用1分4的形式，物流分配存在偏流現(xiàn)象，從而導(dǎo)致常頂設(shè)備及管道局部流速過(guò)快，造成沖刷腐蝕嚴(yán)重。

以上問(wèn)題，影響了“一脫三注”的操作，最終造成了“脫后含鹽”、“pH值”、“Fe2+含量”以及“腐蝕率”等指標(biāo)的失控。

三、防腐技改實(shí)施措施

（一）增設(shè)有機(jī)胺中和劑注入系統(tǒng)。在塔頂增注有機(jī)胺，有機(jī)胺為長(zhǎng)鏈烴類胺基化合物，熱穩(wěn)定性好，易溶于水，在露點(diǎn)區(qū)能與HCl一起冷凝，使冷凝區(qū)不出現(xiàn)強(qiáng)酸性區(qū)域，避免初凝區(qū)的酸性腐蝕。

（二）改變“三注”的噴頭型式。常減壓塔頂“三注”的噴頭形式原來(lái)為直接接入的一個(gè)管接，注劑從管接流出后，不能迅速有效的與塔頂餾出物溶合，起到快速中和的作用。針對(duì)這一問(wèn)題，將“三注”的注入器做了改變，增加了順流噴嘴使其快速有效的與塔頂餾出物溶合，進(jìn)而起到很好的防腐效果。

（三）增加電脫鹽罐反沖洗設(shè)備及運(yùn)行電流DCS監(jiān)視。針對(duì)電脫鹽反沖洗原來(lái)存在的沖洗操作需占用注水流程的問(wèn)題，增加了電脫鹽反沖洗專門設(shè)備，改造后，現(xiàn)水沖洗操作已不影響正常注水操作，水沖洗流量由原20噸/小時(shí)提高到40噸/小時(shí)，沖洗效果提高。增加電脫鹽運(yùn)行電流DCS畫面監(jiān)測(cè)后能夠連續(xù)監(jiān)視其運(yùn)行工況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理電流異常升高等情況，保障了電脫鹽運(yùn)行的平穩(wěn)。

（四）常頂換熱器入口前分配管的改造。原常頂換熱器入口的分配管形式為一分四，四臺(tái)換熱器出口集合管引出點(diǎn)在封頭端，這種分配形式易導(dǎo)致液體出現(xiàn)偏流，出現(xiàn)局部腐蝕加劇，換熱效果不理想等問(wèn)題。利用檢修機(jī)會(huì)將常減壓裝置常頂換熱器入口的分配管形式改為“一分二，二分四”的形式，并將四臺(tái)換熱器出口集合管引出點(diǎn)改在中間，杜絕了介質(zhì)偏流的現(xiàn)象。

（五）更換初、常、減塔頂新型注水流量計(jì)。初餾塔、常壓塔、減壓塔增加四臺(tái)新型注水流量計(jì)，從而可以根據(jù)塔頂餾出量，以及含硫量的高低，來(lái)準(zhǔn)確的調(diào)整注水量。并將常頂注水流量準(zhǔn)確控制到塔頂餾出物的7%以上，現(xiàn)注水流量達(dá)到2.2噸/小時(shí)。

（六）增加在線腐蝕監(jiān)測(cè)及pH值監(jiān)測(cè)。針對(duì)原油含硫量增加所導(dǎo)致的塔頂輕油部位腐蝕加劇的問(wèn)題，常減壓裝置增加了在線腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用在線腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)設(shè)備管線腐蝕狀況，計(jì)算腐蝕速率；與此同時(shí)，還增加了在線pH值監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)值，調(diào)準(zhǔn)“三注”量，保持pH值的穩(wěn)定，減弱腐蝕作用。

四、實(shí)施效果

（一）常頂換熱器四路流量分配均勻。改造后常頂換熱器四路流量分布更趨于均勻，在總流量49噸/小時(shí)的情況下，四路分支流量最大偏差小于1噸/小時(shí)，原物料偏流現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn)，避免了物料偏流對(duì)設(shè)備管線造成的沖刷減薄。

（二）常頂切水pH值更加穩(wěn)定。對(duì)比改造前后常頂切水PH：在單注氨水時(shí)塔頂PH均值在8.5左右，且pH值控制不平穩(wěn)，波動(dòng)范圍較大，最大差值為3。當(dāng)塔頂改注有機(jī)胺后均值為7.5，最在大差值為1，確保塔頂pH值控制平穩(wěn)。

（三）常頂腐蝕速率控制平穩(wěn)。常頂注水量2.2噸/小時(shí)，注緩蝕劑量15PPm，有機(jī)胺量15PPm。常頂切水鐵離子均值在1.2mg/l左右，均在指標(biāo)范圍之類，說(shuō)明防腐效果較為理想。

塔頂腐蝕探針監(jiān)控速率：E2-101/1入口腐蝕速度均值為0.0232mm/a。E2-101/1出口腐蝕速度均值為0.0107mm/a，均小于0.25mm/a的指標(biāo)要求。①對(duì)比E1-101/1，2入口、出口的腐蝕率，發(fā)現(xiàn)入口腐蝕率略高于出口，說(shuō)明所注的有機(jī)胺充分發(fā)揮了中和的功效；②探針?biāo)鶞y(cè)得的腐蝕率雖然略有波動(dòng)，但是整體呈現(xiàn)平穩(wěn)趨勢(shì)，說(shuō)明注有機(jī)胺既起到了無(wú)機(jī)氨的中和作用，又起到了穩(wěn)定的效果。

通過(guò)觀察腐蝕率、脫鹽結(jié)果和Fe2+含量可以看出，“一脫”和“三注”目前達(dá)到了較好的效果，也說(shuō)明了2#常減壓裝置對(duì)防腐所做的技改措施取得一定成效。

五、結(jié)語(yǔ)

有效的防腐措施，可保證了設(shè)備所受腐蝕在可控范圍內(nèi)，增加了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，進(jìn)而為安全平穩(wěn)運(yùn)行，降低成本，增加經(jīng)濟(jì)效益，延長(zhǎng)運(yùn)行周期，減少停工次數(shù)和停工時(shí)間等提供了必要的保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 林彩虹，潘軍.加工高硫原油設(shè)備的腐蝕和防護(hù)[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2004（22）：6.

作者簡(jiǎn)介：劉雙民（1970.09- ），男，河北黃驊人，中石化天津分公司煉油部，本科，研究方向：煉油化工技術(shù)質(zhì)量管理。