腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在常減壓蒸餾裝置的應(yīng)用

張 浩，潘從錦

(中國(guó)石油天然氣股份有限公司克拉瑪依石化分公司，新疆 克拉瑪依 834003)

隨著加工原油硫含量的不斷增加，劣質(zhì)化日趨突出，裝置設(shè)備的腐蝕越來(lái)越嚴(yán)重，由腐蝕引發(fā)的設(shè)備問(wèn)題和安全隱患也逐漸增多。如何對(duì)腐蝕進(jìn)行監(jiān)測(cè)、及時(shí)掌握設(shè)備的腐蝕狀況，指導(dǎo)工藝防腐措施的落實(shí)，對(duì)腐蝕進(jìn)行有效的控制和防護(hù)成為目前設(shè)備管理的一個(gè)重要課題。因此，在2012年6月大修停工檢修期間，某石化公司在Ⅰ套/Ⅱ套常減壓蒸餾裝置，安裝了格魯森公司的GR6000腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備腐蝕速率，指導(dǎo)優(yōu)化工藝防腐措施。

1 常減壓蒸餾裝置腐蝕特征

常減壓蒸餾裝置在不同的溫度和壓力條件下，利用組分分餾點(diǎn)的不同將原油分餾成汽油、煤油、柴油、蠟油和渣油等。裝置設(shè)備腐蝕受原油性質(zhì)影響較大，原油中腐蝕性的硫組分和環(huán)烷酸在不同的溫度條件下對(duì)設(shè)備的不同部位產(chǎn)生各種腐蝕。

在常減壓蒸餾裝置中主要有以下3種腐蝕形態(tài):(1)低溫H2S-HCl-H2O腐蝕;(2)高溫H2S+S+RSH(硫醇)腐蝕及高溫H2S+RCOOH(環(huán)烷酸)腐蝕;(3)煙氣露點(diǎn)腐蝕。3種腐蝕環(huán)境下腐蝕的設(shè)備和腐蝕形式見(jiàn)表1[1]。

表1 常減壓蒸餾裝置腐蝕環(huán)境及發(fā)生部位Table1 Atmospheric and vacuum distillation unit corrosion environment and location

2 腐蝕監(jiān)測(cè)原理及特點(diǎn)

2.1 精密電阻探針

精密電阻探針采用目前先進(jìn)的電阻測(cè)量技術(shù)，用于監(jiān)測(cè)腐蝕介質(zhì)對(duì)管道的腐蝕速率，測(cè)量精度高，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確。精密電阻監(jiān)測(cè)方法是建立在均勻腐蝕的基礎(chǔ)上，通過(guò)測(cè)量金屬探針在腐蝕前后的減薄量而引發(fā)的探針電阻值的變化來(lái)測(cè)量腐蝕速率。它反應(yīng)的是一段時(shí)間內(nèi)的腐蝕積累情況。精密電阻探針能夠測(cè)定液相或氣相的腐蝕，可應(yīng)用于電解質(zhì)腐蝕體系和非電解質(zhì)腐蝕體系，并且將腐蝕量變成電子信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，是目前使用比較廣泛的在線腐蝕監(jiān)測(cè)方法[2]。

2.2 pH值探針

介質(zhì)pH值的在線監(jiān)控對(duì)穩(wěn)定工藝過(guò)程、降低原料消耗、減少設(shè)備腐蝕等起著重要作用。pH電極包括參比電極和測(cè)量電極，參比電極有固定的電位。測(cè)量電極的電位隨H+的濃度變化而變化，這兩個(gè)電極形成一個(gè)原電池，測(cè)量?jī)呻姌O的電壓，即可以知道被測(cè)溶液中的pH值。

3 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成

GR6000腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)見(jiàn)圖1。其主要包括以下組成部分:

圖1 GR6000系統(tǒng)拓?fù)鋱DFig.1 GR6000 system topology

C-Server中心服務(wù)器:安裝在企業(yè)局域網(wǎng)內(nèi)，負(fù)責(zé)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理，同時(shí)為用戶提供數(shù)據(jù)及管理服務(wù)。

通訊轉(zhuǎn)換器:負(fù)責(zé)為現(xiàn)場(chǎng)RS485總線供電，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)接入企業(yè)局域網(wǎng)。

數(shù)據(jù)采集器:分為精密電阻采集器及pH值采集器，分別負(fù)責(zé)采集精密電阻探針及pH值探針數(shù)據(jù)。

探針:分為精密電阻探針及pH值探針。

4 監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布

根據(jù)某石化公司常減壓蒸餾裝置的腐蝕特點(diǎn)，腐蝕主要集中在三頂部位，選定了12個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，具體的監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布見(jiàn)表2。

表2 常減壓蒸餾裝置腐蝕監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布Table2 Distribution of atmospheric and vacuum distillation unit of corrosion monitoring

5 典型腐蝕曲線分析

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)選在常頂空冷進(jìn)出口處進(jìn)行對(duì)比監(jiān)測(cè)，現(xiàn)將該監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)腐蝕速率曲線波動(dòng)情況進(jìn)行分析。

5.1 Ⅰ套常減壓蒸餾常頂空冷前后腐蝕

2012年7月5日至8月12日，常頂空冷器前進(jìn)口管線的精密電阻探針腐蝕率為0 mm/a;常頂空冷器后出口管線的精密電阻探針腐蝕率為0.1147 mm/a(見(jiàn)圖2)。

圖2 Ⅰ套常頂進(jìn)空冷前后腐蝕數(shù)據(jù)對(duì)比Fig.2 First sets of device the corrosion data comparison before and after the inlet air cooling system

5.2 Ⅱ套常減壓蒸餾常頂空冷前后腐蝕

7月6日至8月12日，常頂空冷前進(jìn)口管線的精密電阻探針腐蝕率為0.1712 mm/a;常頂空冷后出口管線的精密電阻探針腐蝕率為0.2609 mm/a(見(jiàn)圖3)。

圖3 Ⅱ套常頂空冷前后腐蝕數(shù)據(jù)對(duì)比Fig.3 Second sets of devices the corrosion data comparison before and after the inlet air cooling system

5.3 Ⅰ套常減壓蒸餾pH計(jì)曲線對(duì)比

Ⅰ套常減壓蒸餾裝置pH計(jì)測(cè)量值圖譜見(jiàn)圖4和圖5。

5.4 Ⅱ套常減壓蒸餾pH計(jì)曲線對(duì)比

Ⅱ套常減壓蒸餾pH計(jì)測(cè)量值圖譜見(jiàn)圖6和圖7。

圖4 Ⅰ套常頂含硫污水pH計(jì)測(cè)量值Fig.4 First set of devices sulfur-containing wastewater pH measuring value map at the top of the atmospheric tower

圖5 Ⅰ套減頂含硫污水pH計(jì)測(cè)量值Fig.5 First set of device sulfur-containing wastewater pH measuring value map at the top of the vacum tower

圖6 Ⅱ套常頂含硫污水pH計(jì)測(cè)量值Fig.6 Second sets of devices sulfur-containing wastewater pH measuring value map at the top of the atmospheric tower

圖7 Ⅱ套減頂含硫污水pH計(jì)測(cè)量值Fig.7 Second sets of device sulfur-containing wastewater pH measuring value map at the top of the vacuum tower

6 結(jié)論

從上述腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的分析圖譜中可以清晰地看出:

(1)Ⅰ套常減壓和Ⅱ套常減壓蒸餾裝置的常頂空冷器后出口管線的腐蝕速率比常頂空冷前進(jìn)口管線的腐蝕速率高，可以分析推斷出常頂?shù)穆饵c(diǎn)腐蝕部位集中在常頂空冷后管線處，這一系統(tǒng)部位應(yīng)該作為重點(diǎn)監(jiān)控部位;

(2)pH值曲線平穩(wěn)，無(wú)大的波動(dòng)，Ⅰ套常減壓蒸餾pH值控制在5～7，Ⅱ套常減壓蒸餾裝置pH值控制在6～8，符合控制指標(biāo)，使裝置中和劑消耗量大幅度降低;

(3)GR6000腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地反映監(jiān)測(cè)點(diǎn)的腐蝕情況，可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、管線的腐蝕趨勢(shì)和變化進(jìn)行定性分析，可對(duì)常減壓蒸餾裝置“三頂”系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)裝置防腐措施優(yōu)化提供了很好的指導(dǎo)作用，對(duì)設(shè)備防腐蝕管理具有積極的指導(dǎo)意義。

[1]林世雄.石油煉制工程[M].北京:石油工業(yè)出版社，2000:191-278.