高溫腐蝕評(píng)價(jià)模式建立的思路及方法

(中國(guó)石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化分公司，新疆 獨(dú)山子 833699)

煉油生產(chǎn)系統(tǒng)高溫(220～400 ℃)部位的酸、硫協(xié)同腐蝕是常減壓蒸餾裝置最大的安全隱患[1]，如果在高溫部位發(fā)生因酸、硫協(xié)同腐蝕泄漏的事件，高溫、易燃的油介質(zhì)將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。監(jiān)測(cè)高溫部位油中腐蝕性介質(zhì)的含量，并通過(guò)對(duì)腐蝕性介質(zhì)的定量、定性分析，結(jié)合通用指標(biāo)和高溫部位的選材，以高溫油中腐蝕介質(zhì)含量劃分腐蝕影響、腐蝕程度，采取相應(yīng)的防控措施，意義重大[2]。

對(duì)煉油生產(chǎn)系統(tǒng)高溫部位的腐蝕監(jiān)測(cè)而言，油介質(zhì)中的酸、硫含量監(jiān)測(cè)只是高溫部位腐蝕監(jiān)測(cè)的一個(gè)方面。以腐蝕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行腐蝕評(píng)價(jià)，可以判斷腐蝕程度及腐蝕趨勢(shì)。

1 腐蝕程度評(píng)價(jià)模式的建立

1.1 等級(jí)劃分及定性評(píng)價(jià)結(jié)論的確定

對(duì)于煉油生產(chǎn)系統(tǒng)高溫腐蝕系統(tǒng)而言，結(jié)合API 571標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究成果和生產(chǎn)實(shí)際腐蝕情況進(jìn)行綜合分析，結(jié)合高溫部位工藝過(guò)程及設(shè)備材質(zhì)情況，形成高溫部位酸值、硫含量的等級(jí)劃分，并形成評(píng)價(jià)結(jié)論，見(jiàn)表1和表2。指標(biāo)范圍也可以根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整?？梢孕纬傻膹?fù)合詞匯是，高溫油屬“低/含/高酸+低/含/高硫油”的特定組合詞語(yǔ)，具體見(jiàn)表3。

1.2 確定高溫腐蝕評(píng)價(jià)等級(jí)

通常認(rèn)為，在煉油生產(chǎn)系統(tǒng)的高溫腐蝕部位，酸、硫是主要的腐蝕介質(zhì)，與酸含量(環(huán)烷酸)相比，較高的硫在某些情況下會(huì)對(duì)系統(tǒng)材質(zhì)起一個(gè)保護(hù)作用。由于酸、硫協(xié)同腐蝕過(guò)程十分復(fù)雜[3]，為體現(xiàn)腐蝕防控的宏觀目的，更便利實(shí)際操作，參考API標(biāo)準(zhǔn)[4]、NACE標(biāo)準(zhǔn)、選材導(dǎo)則[5]和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，再結(jié)合實(shí)際防腐蝕經(jīng)驗(yàn)，形成了高溫原油腐蝕性評(píng)價(jià)等級(jí)劃分，見(jiàn)表4。

表1 酸值等級(jí)劃分及定性評(píng)價(jià)結(jié)論

表2 硫含量等級(jí)劃分及定性評(píng)價(jià)結(jié)論

表3 高溫油組合定性腐蝕評(píng)價(jià)結(jié)論

1.3 腐蝕等級(jí)對(duì)高溫部位腐蝕影響

高溫油腐蝕環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的腐蝕影響見(jiàn)表5。

表4 高溫腐蝕性評(píng)價(jià)等級(jí)及腐蝕性判定術(shù)語(yǔ)

1.4 腐蝕程度等級(jí)下的腐蝕控制措施

對(duì)于煉油生產(chǎn)系統(tǒng)的高溫油腐蝕環(huán)境，制定腐蝕控制措施應(yīng)考慮工藝防腐蝕措施的調(diào)整、材質(zhì)升級(jí)的要求和腐蝕監(jiān)測(cè)方式的調(diào)整三個(gè)因素。對(duì)煉油生產(chǎn)系統(tǒng)而言，在高溫油腐蝕系統(tǒng)的工藝防腐蝕措施選擇通常有兩種方式:一是通過(guò)調(diào)整原油摻煉比來(lái)控制酸值、硫含量，可以降低腐蝕危害；二是增設(shè)脫硫脫酸設(shè)施或在高溫油中注入高溫緩蝕劑進(jìn)行腐蝕控制[6]。具體控制措施見(jiàn)表6。

表5 高溫腐蝕環(huán)境對(duì)腐蝕系統(tǒng)的腐蝕影響

表6 高溫腐蝕系統(tǒng)的腐蝕程度評(píng)價(jià)控制措施

通過(guò)以上分析，可以形成一個(gè)較為完整的煉油生產(chǎn)系統(tǒng)高溫油腐蝕程度分析及腐蝕控制完整評(píng)價(jià)結(jié)論。

2 腐蝕發(fā)展趨勢(shì)評(píng)價(jià)模式的建立

腐蝕評(píng)價(jià)中腐蝕發(fā)展趨勢(shì)的評(píng)價(jià)是一個(gè)重要內(nèi)容，對(duì)腐蝕發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)有重要作用。但是在腐蝕評(píng)價(jià)中，“程度決定趨勢(shì)”是一個(gè)重要概念。在研究高溫腐蝕發(fā)展趨勢(shì)中，需要引入“組數(shù)據(jù)”的概念，在通常腐蝕介質(zhì)監(jiān)測(cè)中，一般是以“周”為采樣頻次，通常選擇“4次/月”作為一個(gè)評(píng)價(jià)周期。

2.1 腐蝕發(fā)展趨勢(shì)的評(píng)價(jià)步驟

以高溫油酸值/硫含量發(fā)展趨勢(shì)評(píng)價(jià)為例,所形成的基本步驟如下：

步驟1：計(jì)算前期獲取的“4組”高溫油酸值/硫含量數(shù)據(jù)的平均值；

步驟2：新獲取的酸值與步驟1的平均酸值/硫含量進(jìn)行比較；

步驟3：確定比較后的變化量，并確定對(duì)腐蝕的影響(見(jiàn)表7)。

表7 高溫油酸值和硫含量變化對(duì)腐蝕的影響

2.2 腐蝕控制措施

高溫油酸值、硫含量變化后腐蝕控制措施可以與表4和表5的內(nèi)容結(jié)合起來(lái)來(lái)制定。高溫腐蝕發(fā)展趨勢(shì)的控制措施制定的基本依據(jù)是“腐蝕程度決定腐蝕發(fā)展趨勢(shì)”。由表4和表5可知，高溫腐蝕評(píng)價(jià)結(jié)論分為四個(gè)等級(jí)，所以在高溫四個(gè)腐蝕評(píng)價(jià)等級(jí)下制定腐蝕發(fā)展趨勢(shì)的腐蝕控制措施比較合適。制定后的腐蝕控制措施分別見(jiàn)表8至表11。

通過(guò)以上分析過(guò)程，可以形成一個(gè)較為完整的煉油生產(chǎn)系統(tǒng)高溫油腐蝕發(fā)展趨勢(shì)分析及腐蝕控制完整評(píng)價(jià)結(jié)論。

表8 低酸低硫高溫腐蝕發(fā)展趨勢(shì)的腐蝕控制措施

表9 低酸含硫高溫腐蝕發(fā)展趨勢(shì)的腐蝕控制措施

表10 含酸高溫油腐蝕發(fā)展趨勢(shì)的腐蝕控制措施

表11 高酸高溫油腐蝕發(fā)展趨勢(shì)的腐蝕控制措施

3 高溫油綜合腐蝕評(píng)價(jià)結(jié)論的形成

在高溫腐蝕評(píng)價(jià)中，依據(jù)腐蝕系統(tǒng)油品酸值、硫含量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以最新一次的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)與酸值、硫含量分級(jí)指標(biāo)對(duì)比后進(jìn)行腐蝕程度評(píng)價(jià)，除最新監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)之外的“一組數(shù)據(jù)”進(jìn)行均值計(jì)算，通過(guò)與最新一次的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并計(jì)算其變化量,比較結(jié)果有“增大”、“不變”或“減少”的可能性，可進(jìn)行腐蝕發(fā)展趨勢(shì)的評(píng)價(jià)，兩者分別形成各自的腐蝕控制措施。在最終高溫腐蝕評(píng)價(jià)結(jié)論中，對(duì)各自形成的腐蝕控制措施需要進(jìn)行合并，腐蝕控制措施合并原則是進(jìn)行“同項(xiàng)合并，異項(xiàng)保留、突出問(wèn)題”，從而得到完整的高溫腐蝕評(píng)價(jià)結(jié)論。

4 結(jié) 論

(1)煉油生產(chǎn)系統(tǒng)的常減壓蒸餾裝置、延遲焦化裝置、催化裂化裝置及加氫裝置，均有典型的高溫油腐蝕系統(tǒng)或腐蝕部位，酸、硫協(xié)同腐蝕的因素及機(jī)理大致一致，采用此方法及思路對(duì)高溫油系統(tǒng)的腐蝕控制是有效的。

(2)高溫油的酸值、硫含量指標(biāo)劃定沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，可以依據(jù)不同原油的腐蝕性質(zhì)，并結(jié)合實(shí)際監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行具體調(diào)整。

(3)對(duì)于腐蝕評(píng)價(jià)結(jié)論及腐蝕控制措施的建議，應(yīng)優(yōu)先選擇工藝防腐蝕措施。在高溫油腐蝕部位，系統(tǒng)耐腐蝕材質(zhì)的選擇是重要內(nèi)容，材質(zhì)選擇順序由低到高依次為碳鋼→低合金鋼(鉻鉬鋼)→304→316→317。

(4)由此方法及思路形成的高溫腐蝕評(píng)價(jià)的方式，可以通過(guò)有效的計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)替代人工評(píng)價(jià)，進(jìn)一步提高評(píng)價(jià)的時(shí)效性及可靠性。