常壓塔頂部揮發(fā)線露點腐蝕與多相流模擬

陳冰川，張 龍，韓 磊，張艷玲，屈定榮，劉小輝

(1.上海積鼎信息科技有限公司，上海 200433 2.中國石化青島安全工程研究院，山東青島 266071)

國內(nèi)煉廠加工高酸高硫原油造成常壓塔系統(tǒng)的腐蝕問題越來越突出，嚴重威脅到煉油裝置的安全生產(chǎn)，治理常減壓裝置的腐蝕問題已成為石化系統(tǒng)的一項重要工作。

在常壓塔的腐蝕問題中，存在高溫腐蝕和低溫腐蝕兩類。低溫腐蝕主要指塔頂區(qū)域的低溫露點附近發(fā)生的鹽酸腐蝕，氯化氫氣體溶于水后形成濃度很高的鹽酸所引發(fā)的低溫露點腐蝕案例在我國煉油廠已有大量報道，其問題廣泛存在于常壓塔上部筒體及封頭、揮發(fā)線、空冷器和換熱器管束、回流罐等部位[1-4]。

由于低溫露點腐蝕主要是塔頂物料中的腐蝕性氣體HCl、H2S溶解于水中形成酸性環(huán)境對管壁金屬產(chǎn)生腐蝕，故本研究采用計算流體力學(xué)的方法對某煉油廠的塔頂系統(tǒng)注水后酸性腐蝕問題進行研究，借助腐蝕動力學(xué)理論中的腐蝕介質(zhì)濃度、pH值、物理場分布等與腐蝕相關(guān)的參數(shù)進行分析，用來預(yù)測低溫露點腐蝕的傾向，并為腐蝕監(jiān)測和工藝防腐提供理論依據(jù)。

1 低溫露點腐蝕機理及防腐現(xiàn)狀

原油在經(jīng)過電脫鹽處理后仍殘存含氯的無機鹽，其含量與電脫鹽的效果有關(guān)。部分有機氯化物和未脫除的無機氯化物在高溫下水解，如MgCl2在120 ℃開始水解，CaCl2在150 ℃開始水解。水解后生成了HCl，如加工含硫原油時常壓塔內(nèi)還含有H2S，當HCl和H2S為氣體狀態(tài)時其腐蝕性不明顯，但一旦介質(zhì)中存在液態(tài)水，比如塔頂?shù)牡蜏乩淠齾^(qū)，大量HCl溶解進入初凝水中，介質(zhì)濃度很高，其pH值迅速下降，酸性初凝水跌落到管壁上，對管壁造成腐蝕。……