提高煉油加氫裝置設(shè)備防腐蝕的管控能力

劉東旭 張薇 張利佳

摘要：石油是社會生產(chǎn)中重要的化工能源，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟增長具有重要的作用，而煉油加氫裝置是提煉原油的關(guān)鍵設(shè)備，如果裝置設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕，不僅會導(dǎo)致煉油加氫裝置工作效率大打折扣，還會造成煉油加氫裝置使用壽命嚴(yán)重縮短。基于此，本文以如何提升煉油加氫裝置設(shè)備防腐蝕管控能力為主要研究對象，首先分析了目前比較常見的煉油加氫裝置設(shè)備防腐措施，之后從設(shè)防值、工藝條件和化學(xué)注劑三方面探究了煉油加氫裝置工藝防腐蝕流程控制。

關(guān)鍵詞：煉油加氫;防腐蝕;工藝防腐

引言：

加氫裝置工藝是在高溫、高壓下進(jìn)行的，其中還存在著H2、NH3和H2S等介質(zhì)。因為這些腐蝕介質(zhì)在原料中的含量越來越高，裝置設(shè)備腐蝕泄露風(fēng)險也就日益加大。因此，一定要在各個環(huán)節(jié)中強化設(shè)備腐蝕管控，事先察覺出腐蝕隱患，避免因為設(shè)備腐蝕而導(dǎo)致出現(xiàn)生產(chǎn)事故[1]。

1.常見的煉油加氫裝置設(shè)備防腐措施

1.1設(shè)備防腐措施

主要的設(shè)備防腐方式包括升級材質(zhì)、表面處理、陰極保護等。在設(shè)計加氫裝置的過程中需要根據(jù)裝置加工原料類型、特征和工藝操作條件對裝置腐蝕風(fēng)險加以評估，進(jìn)而合理地選擇設(shè)備材料，并要采取防腐蝕處理手段。裝置檢修時還需要再評估腐蝕區(qū)域，按照評估結(jié)果來決定是否需要采取升級材質(zhì)措施或其他防腐蝕措施[2]。

1.2腐蝕檢測措施

對設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)性腐蝕檢測，全方面了解設(shè)備腐蝕情況，同時分析還存在哪些管理漏洞。此外，還需要針對關(guān)鍵部位進(jìn)行日常腐蝕檢測，如重點管線等。對于重點部位腐蝕情況一定要進(jìn)行在線監(jiān)測，保證可以實時監(jiān)測并了解腐蝕性介質(zhì)對設(shè)備造成的腐蝕嚴(yán)重程度，第一時間發(fā)現(xiàn)隱患并采取相應(yīng)解決措施。

1.3工藝防腐手段

了解加工原料中S、N、Cl等腐蝕性物質(zhì)的含量，和不同區(qū)域腐蝕性介質(zhì)含量，合理地進(jìn)行設(shè)防值設(shè)定，并且還要強化工藝參數(shù)和腐蝕程度的監(jiān)控力度，制定工藝過程操作措施，建立腐蝕監(jiān)測臺賬，確保生產(chǎn)可以安全運行[3]。

2.煉油加氫裝置工藝防腐蝕流程控制

2.1設(shè)定設(shè)防值

（1）控制氯含量在原料油與氫氣中的占比小于0.000001;

（2）控制硫含量在燃料氣中的占比小于100毫克每立方米，硫質(zhì)量在燃料油中的占比應(yīng)小于0.5%;

（3）鐵含量在易腐蝕設(shè)備中的占比應(yīng)該在3毫克每升以內(nèi);

（4）硫含量與氮含量在原料油中的占比不能大于設(shè)計值。

2.2工藝條件控制

（1）控制管壁溫度始終低于煙氣露點溫度5攝氏度。

（2）按照爐管材料特質(zhì)，確保爐管表面溫度始終維持在正常使用溫度。

（3）控制1/4總注水量在注水部位中保持液態(tài)，同時一定要保證高分水NH4HS質(zhì)量分水低于0.04。一般而言，高壓空冷器前使用連續(xù)注水的方式，若是監(jiān)測到NH4HS濃度變大，那么應(yīng)該加大注水量。其余部位需要按照具體情況使用間歇注水方式或者連續(xù)注水方式。流速應(yīng)該控制在3-6m/s，局部流速如果太大的情況下容易出現(xiàn)沖刷腐蝕，而局部流速如果太小的情況下容易產(chǎn)生垢下腐蝕。

（4）控制除氧水用量與臨氫系統(tǒng)凈化水用量在1/2以內(nèi)。

（5）冷高分入口溫度范圍是40-55攝氏度。

（6）因為NH4Cl會伴隨原料中Cl、N、氯化氫等含量以及反應(yīng)壓力的改變而出現(xiàn)不同的結(jié)晶溫度點，因此，可以按照裝置運行狀態(tài)識別NH4HS與NH4Cl在反應(yīng)物中的結(jié)晶位置，改變反應(yīng)器后換熱溫度與注水情況。

（7）為了保證鉻鉬鋼設(shè)備不會出現(xiàn)脆性破壞的情況，可以采取熱開停工工藝，這種工藝指的是反應(yīng)器在開停工狀態(tài)下，如果器壁溫度始終在最低升壓溫度以下，反應(yīng)器內(nèi)壓力應(yīng)小于材料屈服極限的1/5[4]。

（8）無論是開工時的升降溫速度，還是停工時的升降溫速度，都應(yīng)該控制在25攝氏度每小時以下，裝置在停工時不能有過快的冷卻速度，而且在停工時應(yīng)采取對應(yīng)的工藝來釋放鋼中氫能，從而保證器壁中不存在氫含量。

（9）在停工狀態(tài)下，設(shè)備內(nèi)部的N2應(yīng)該維持在正壓狀態(tài)，此過程應(yīng)保持奧氏體不銹鋼設(shè)備與管線金屬表面的干燥，但是所有和N2隔離的設(shè)備不能采取干燥處理，需要采用濃度在0.015-0.020之間的N2CO3和NaOH溶液中和清洗，清洗完畢應(yīng)采用無氯軟化水進(jìn)行沖洗，避免金屬表面殘留堿雜質(zhì)而出現(xiàn)堿脆，并進(jìn)入到催化劑中破壞催化劑活性。

（10）控制硫化氫在循環(huán)氫脫硫以后體積占比在0.0002-0.0010范圍內(nèi)。

2.3采用化學(xué)注劑

在現(xiàn)實生活中還有很多煉油廠會采用化學(xué)注劑的方式來控制加氫裝置設(shè)備的腐蝕：

（1）按照加氫裝置汽提塔與分餾塔等塔頂油氣中水露點溫度，要確保塔頂內(nèi)部溫度應(yīng)始終較水露點溫度高14-28攝氏度，同時要對塔頂回流加以控制，其目的是為了避免塔頂回流而導(dǎo)致塔內(nèi)出現(xiàn)相水腐蝕環(huán)境。

（2）塔頂系統(tǒng)按照具體腐蝕狀態(tài)合理選取注入的緩蝕劑，通常情況下會采取原劑注入方法進(jìn)行緩蝕劑的注入，而且要通過自動注入設(shè)備進(jìn)行注入，保證注入頻率一致，并且不會出現(xiàn)注入中斷的現(xiàn)象。

（3）需要按照具體腐蝕狀態(tài)在高壓空冷前合理選取注入的緩蝕劑，應(yīng)在空冷器入口5米以外的位置進(jìn)行加注，或者也可以采用同高壓注水一起進(jìn)行加注。

3.結(jié)語

煉油廠應(yīng)該不斷完善自身的防腐管控體系，明確煉油加工中的原料S、N、Cl等腐蝕性物質(zhì)含量，同時要準(zhǔn)確掌握裝置有關(guān)腐蝕性介質(zhì)含量，在進(jìn)行煉油加氫裝置設(shè)備防腐蝕管控的過程中，一定要從多方面考慮進(jìn)行防腐措施，一方面要確保設(shè)防值設(shè)定的合理性，并按照相關(guān)工藝條件嚴(yán)格掌控各方面工藝參數(shù)，同時也要分析工藝參數(shù)改變的情況下所導(dǎo)致的不同腐蝕問題，在采用化學(xué)注劑進(jìn)行加氫裝置設(shè)備防腐的時候，一定要注意相關(guān)事項，合理進(jìn)行緩蝕劑的注入，多角度入手，全面保證煉油加氫裝置設(shè)備的防腐蝕工作落實到位。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬紅杰，傅薔.裂解汽油加氫裝置脫戊烷塔頂工藝防腐蝕措施及優(yōu)化[J].石油化工腐蝕與防護，2019，36（02）：13-15+21.

[2]張召兵，溫紅林，趙峰，王承廣.混合油加氫裝置高壓空冷器腐蝕原因分析與操作優(yōu)化[J].煉油技術(shù)與工程，2017，47（11）：35-38.

[3]高晗，王玉龍，金書含，張萌，姜艷峰，梁宇.催化重整裝置預(yù)處理系統(tǒng)的腐蝕分析與防護措施[J].化工技術(shù)與開發(fā)，2017，46（01）：48-49+43.

[4]陳崇剛，李立權(quán)，于鳳昌，苗普.加氫裝置脫硫化氫汽提塔系統(tǒng)腐蝕調(diào)查——腐蝕控制對策[J].石油化工腐蝕與防護，2016，33（06）：9-13.