常減壓裝置加工高硫原油防腐技術(shù)的研究與應(yīng)用

丁峰

【摘 要】在常減壓裝置加工原油過程中，有低溫硫腐蝕和高溫硫腐蝕兩種。本文主要介紹加工高含硫原油常減壓裝置工藝設(shè)備的防腐辦法，設(shè)計防腐和施工防腐是高溫硫主要的防腐方法。明確腐蝕機(jī)理，制定防腐措施，文章都做了詳細(xì)闡述。

【關(guān)鍵詞】常減壓裝置；高硫腐蝕；設(shè)計防腐；施工防腐

隨著國家對原油資源的調(diào)控，加工高硫原油的比例逐年增加。原油的硫含量和酸值呈現(xiàn)上升的趨勢，導(dǎo)致裝置中的含硫量超過計劃值。帶來一系列設(shè)備、管線的腐蝕問題，給裝置安全生產(chǎn)留下了重大隱患。為提高產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，采取工藝設(shè)備綜合防腐措施，以延長設(shè)備使用壽命和裝置開工周期。為此，不但應(yīng)加強(qiáng)常減壓裝置的電脫鹽操作，嚴(yán)格控制各分餾塔頂系統(tǒng)低溫腐蝕，而且還應(yīng)對高溫部位的設(shè)備及管線進(jìn)行腐蝕防護(hù)和腐蝕檢測。下面我們對高硫原油一組數(shù)值的分析，觀察硫量分布及對設(shè)備的腐蝕狀態(tài)。

硫含量最高的原油為沙輕原油，硫含量分?jǐn)?shù)為1.88%，平均值為1.66%，餾分油越重硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高。硫主要分布在渣油中，雖然渣油收率僅24.43%，但硫分布中占44.23%，硫量分?jǐn)?shù)達(dá)到3.61%。其次，是蠟油餾分?jǐn)?shù)率23.98%，在硫分布中占30.41%，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)2.53%。再次是柴油餾分收率24.29%。在硫分布中占13.64%，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.15%，其他輕組分硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低。從以上數(shù)據(jù)不難看出，硫分布形成對裝置的嚴(yán)重腐蝕狀態(tài)。設(shè)計防腐和施工防腐對高硫防腐效果顯著，下面對這兩種技術(shù)的概念、內(nèi)涵和操作方法一一加以闡述。

1.設(shè)計防腐

這項技術(shù)的具體概念，就是在容易受腐蝕的部位用耐腐蝕的材料或復(fù)合材料，為裝置在運行過程中防腐提供有利條件。下面把各個部位所需材料做一詳細(xì)介紹：

（1）低溫部位（三塔頂系統(tǒng)）選材：初項系統(tǒng)—1）初餾塔塔頂材質(zhì)：基材為16MnR，襯里為3RE60；2）塔頂?shù)谝慌_原油換熱器管線為20號鋼，其換熱器管束為lCr18Ni9Ti；3）換熱器—回流罐—空冷—水冷卻器，其中管線均為20號鋼：空冷器管束為10號鋼，水冷器管束為ICr18Ni9Ti.常頂系統(tǒng)—1）常壓塔塔頂材質(zhì)：為不銹鋼復(fù)合板，基層為20R，復(fù)層為321。2）塔頂材質(zhì)：空冷氣管線是不銹鋼復(fù)合板卷管，基層為20號鋼，復(fù)層為316L（無縫鋼管為316L），其空冷器管束為10號鋼。3）空冷器—水冷卻器間管線為20號無縫鋼管。水冷卻器管束為ICr18Ni9Ti.減頂系統(tǒng)—1）減壓塔頂材質(zhì)為不銹鋼復(fù)合板：基層為20R，復(fù)層為321。2）塔頂—一級抽空器間管線為不銹鋼復(fù)合板卷管：基層為20號鋼，復(fù)層為316L。—級抽空器—一級空冷器—二級空冷器—三級抽空器—三級空冷器—水冷卻器管線為20號無縫鋼管?？绽鋮s器管束均為ICr18Ni9Ti.抽空器均為ICr18Ni9Ti.水冷卻器管束為20號鋼。

（2）高溫部位選材：初餾塔塔底—基材為16MnR，襯里為ICr18Ni9Ti。常壓塔塔底—基層為20R，復(fù)層為321，常二中Cr5M，常壓過汽化油Cr5M，減二線OCr18Ni10Ti，減四線OCr18Ni9Ti，減壓塔塔底—基層為20R，復(fù)層為316L。常壓轉(zhuǎn)油線—OCr18Ni10Ti。減壓轉(zhuǎn)油線—不銹鋼復(fù)合板卷管：基層為20號鋼，復(fù)層為316L（無縫鋼管316L）。

從以上所用材料可以看出，該裝置不僅常壓塔和減壓塔選用的是復(fù)合材料，而且發(fā)揮線也選用復(fù)合材料。這些材料經(jīng)濟(jì)耐用，不僅節(jié)約了資金而且達(dá)到了防腐的目的，一舉兩得。從經(jīng)營的角度可以看出，設(shè)計防腐這一技術(shù)能夠可行的關(guān)鍵，是所用材料經(jīng)濟(jì)而且耐用。只有這樣，不但設(shè)備和管線腐蝕得到控制，為加工裝置安全生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件，而且也為企業(yè)經(jīng)濟(jì)贏得利益。

2.施工防腐

這項技術(shù)的內(nèi)涵，就是全過程監(jiān)督和監(jiān)測容易發(fā)生腐蝕部位的焊縫。大家知道，耐腐蝕是對煉油設(shè)備最基本的要求。不銹鋼復(fù)合板就具備煉油所需要的足夠的強(qiáng)度，較高的耐腐蝕性。而且，這種復(fù)合板價格低廉，因而越來越受到廣泛的應(yīng)用。常減壓裝置使用材料種類很多，不同種鋼材有不同的焊接工藝。并對成千上萬條焊縫從焊工管理，焊接工藝管理，焊條管理，焊接質(zhì)量管理等環(huán)節(jié)進(jìn)行全過程控制。

（1）不銹鋼復(fù)合板的焊接，由于不銹鋼復(fù)合板復(fù)層較薄，如果成形質(zhì)量不好極易造成錯邊量和棱角度超標(biāo)，對焊縫質(zhì)量的影響很大。其危害有以下幾點：

A）降低了焊縫的耐蝕性，B）減弱了焊縫接頭的強(qiáng)度，C）在過渡層焊接時，由于錯邊量引起外形突變，將在焊接接頭處形成局部高應(yīng)力。加之線膨脹系數(shù)相差較大，加大了產(chǎn)生焊縫裂紋的可能性。D）由于棱角度較大，很容易使焊縫余高超標(biāo)，造成明顯的局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)，而在余高處引起很高的應(yīng)力集中。從而使焊縫的疲勞壽命明顯降低。

（2）相同壁厚管子、管件組對時，應(yīng)使內(nèi)壁平齊、錯邊量不應(yīng)超過1mm。內(nèi)壁平齊對增強(qiáng)焊縫的抗腐蝕性尤為重要。

（3）焊后首先對焊縫進(jìn)行外觀檢查。焊縫應(yīng)圓滑過渡，做到無溶渣、飛濺、裂紋、分層、過燒等缺陷。外觀檢查合格后，方能進(jìn)行無損探傷檢查。

（4）對管道焊縫有進(jìn)行熱處理要求的，應(yīng)按熱處理工藝進(jìn)行。對有冷裂紋傾向的材料，焊后應(yīng)及時熱處理并進(jìn)行100%的硬度檢查。重要的特殊材料管道，在施工前應(yīng)做好施工方案并嚴(yán)格按施工方案進(jìn)行施工。

（5）焊縫拍片要求。焊縫拍片不合格時，應(yīng)按不合格數(shù)量加倍探傷。如仍有不合格時，應(yīng)對焊工施工的焊縫全部探傷。不合格焊縫的返修：碳鋼同一部位的返修不得超過三次；合金鋼和不銹鋼同一部位的返修不得超過二次，對不合格焊縫，施工員要查明原因采取措施。

3.結(jié)論

設(shè)備管道的腐蝕，根本原因是由容納介質(zhì)引起的。了解介質(zhì)所含的腐蝕性物質(zhì)，是防腐蝕工作的基礎(chǔ)。從原油的進(jìn)廠，原油開罐進(jìn)入裝置，加工過程中的各餾份油，都有響應(yīng)的定期和不定期檢驗分析。如原油含硫量、含鹽量、含水量和酸值分析。塔頂及各側(cè)線餾份油的酸度、硫含量和鐵離子濃度分析，三塔頂凝水中鐵離子濃度分析，加熱爐燃料氣組成及H2S含量分析。另外，開展專業(yè)參與的防腐蝕攻關(guān)，普及腐蝕與防腐蝕知識，解決裝置存在的腐蝕問題。具體應(yīng)開展以下工作：制定年度防腐攻關(guān)計劃，成立防腐攻關(guān)小組，明確任務(wù)、目標(biāo)和職責(zé)；制定車間干部和班組成員兩級腐蝕與防腐蝕知識教育、培訓(xùn)計劃、定期考核檢驗學(xué)習(xí)效果；裝置指定專人負(fù)責(zé)防腐工作，隨時收集腐蝕流數(shù)據(jù)；設(shè)備檢修腐蝕物取樣分析數(shù)據(jù)，腐蝕部位及時拍照，所有設(shè)備檢修進(jìn)行原因分析，及檢修采取的措施記錄，并對采取的措施有效性對比分析；定期召開防腐蝕攻關(guān)例會，對收集到腐蝕流數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，對新出現(xiàn)的腐蝕和重點腐蝕部位進(jìn)行具體詳細(xì)分析，跟蹤調(diào)查、分析掌握腐蝕狀況、摸清原因、制定防腐措施；制定和落實設(shè)備管道檢驗計劃，容器掛片、定點檢測和材級升級工作；制定和落實防腐新工藝，新材料的應(yīng)用。