常減壓蒸餾裝置加工高酸原油的腐蝕與防護(hù)

李天書 宮慶想

中國(guó)石油撫順石化分公司 遼寧撫順 113010

中國(guó)石油遼河石化分公司 遼寧盤錦 124020

遼河石化公司南常、減壓蒸餾裝置始建于1986年，于2000年12月開始針對(duì)加工高酸遼河稠油進(jìn)行改造。改造后的南蒸餾裝置加工原料以遼河低凝環(huán)烷基原油為主，加工原料具有較強(qiáng)的腐蝕性，設(shè)備腐蝕問題一直是困擾該裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的關(guān)鍵。多年來，針對(duì)裝置運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各類設(shè)備腐蝕問題，在深入研究腐蝕規(guī)律的基礎(chǔ)上，采取相應(yīng)措施加以解決，使南蒸餾裝置的設(shè)備腐蝕問題得到了有效控制，裝置運(yùn)行周期達(dá)到5年，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行的目標(biāo)。

一、加工原料的主要性質(zhì)

南蒸餾裝置主要以加工高酸低硫遼河低凝環(huán)烷基原油為主，階段性摻煉部分高酸低硫遼河管輸超稠油、月東原油和高硫含酸的委內(nèi)瑞拉MEREY16原油，原料油的腐蝕性較強(qiáng)，而且摻煉原油種類和比例根據(jù)生產(chǎn)需要經(jīng)常進(jìn)行調(diào)整，造成裝置加工原料的變化比較復(fù)雜。南蒸餾裝置加工原油的主要性質(zhì)如下表所示：

表1 南蒸餾裝置加工原油的主要性質(zhì)

二、主要設(shè)備腐蝕情況

2011年南蒸餾裝置檢修期間，對(duì)主要設(shè)備的腐蝕情況進(jìn)行了詳細(xì)的停工腐蝕檢查。檢查發(fā)現(xiàn)，雖然該裝置在設(shè)計(jì)和建造時(shí)充分考慮了腐蝕問題，但在高溫環(huán)烷酸沖刷腐蝕部位以及低溫腐蝕區(qū)域仍然存在著一定程度的設(shè)備腐蝕問題。

1．常、減壓塔及內(nèi)件的腐蝕

常壓塔塔頂部位存在較為嚴(yán)重的腐蝕，塔頂塔壁有大量的坑蝕和點(diǎn)蝕，塔頂4層以上塔盤的浮閥（316L材質(zhì)）大部分消失。該部位的腐蝕主要為低溫HCl-H2S-H2O腐蝕。[1]減壓塔的腐蝕主要集中于塔底部位（減四線部分），尤其是第7段集油箱，從溫度、流速條件和腐蝕形態(tài)上判斷，均屬于明顯的高溫環(huán)烷酸腐蝕。

2．冷換設(shè)備的腐蝕

該裝置腐蝕較嚴(yán)重的換熱器有渣油-原油換熱器（E1012/13、14）、原油-頂循換熱器（E1001/3，4）、減三線水冷器（E1022），這6臺(tái)換熱器管束均采用碳鋼材質(zhì)或是碳鋼加涂層。腐蝕形式主要為管板處，管束焊肉腐蝕消失。

3．工藝管線的腐蝕

該裝置220℃以上管線均采用316L材質(zhì)管線，檢查中未發(fā)現(xiàn)明顯腐蝕。常、減壓塔頂及減一線系統(tǒng)管線均采用碳鋼材質(zhì)，經(jīng)超聲波測(cè)厚檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)常頂揮發(fā)線、減頂循、減一線系統(tǒng)存在較為嚴(yán)重的腐蝕，計(jì)算腐蝕速率達(dá)1.223mm/a。

三、防腐對(duì)策

蒸餾裝置加工高酸原油的過程中，會(huì)在裝置的不同部位形成不同的高、低溫腐蝕環(huán)境，因而必須針對(duì)裝置流程、原料性質(zhì)特點(diǎn)，系統(tǒng)采用成套的防腐技術(shù)，從設(shè)備選材、工藝防腐等方面逐步完善，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備腐蝕的監(jiān)、檢測(cè)，才能有效控制腐蝕，實(shí)現(xiàn)裝置長(zhǎng)周期安全運(yùn)行的目標(biāo)。

1．設(shè)備選材

南蒸餾裝置改造設(shè)計(jì)之初，就重點(diǎn)考慮了加工低凝環(huán)烷基高酸原油的設(shè)備腐蝕問題，根據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際腐蝕情況，對(duì)腐蝕嚴(yán)重部位的工藝設(shè)備和管線系統(tǒng)選用了奧氏體不銹鋼等高等級(jí)材質(zhì)，如：常二線、常三線及減三線、減四線等超過220℃的高溫管線及冷換設(shè)備都采用了對(duì)高溫環(huán)烷酸耐蝕性較強(qiáng)的超低碳奧氏體不銹鋼316L材質(zhì)。

2．工藝防腐

南蒸餾裝置應(yīng)對(duì)高酸原油加工過程中塔頂?shù)蜏馗g的措施主要是加強(qiáng)工藝防腐管理，特別是塔頂注劑的管理。塔頂注劑管理最重要的環(huán)節(jié)就是篩選經(jīng)濟(jì)、有效的緩蝕劑。根據(jù)塔頂?shù)蜏叵到y(tǒng)工藝介質(zhì)中的硫化物、氯離子等腐蝕性因素含量分析結(jié)果，對(duì)11種緩蝕劑進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室緩蝕效果篩選評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，期間塔頂冷凝水的鐵離子含量一直保持在2.0mg/L以下，取得了很好的應(yīng)用效果。[2]

3．腐蝕監(jiān)檢測(cè)

為有效監(jiān)控設(shè)備腐蝕，在南蒸餾裝置建立了完善的定點(diǎn)測(cè)厚體系，同時(shí)還建立了完善的包括電感探針、電阻探針、pH探針等多種監(jiān)測(cè)技術(shù)的腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控重點(diǎn)設(shè)備、管線的腐蝕狀態(tài)，指導(dǎo)預(yù)知性維修，保障了裝置的安全運(yùn)行。

結(jié)論

1.高酸原油蒸餾加工過程中的主要腐蝕部位集中于常、減壓頂?shù)蜏叵到y(tǒng)以及爐管、塔壁、塔內(nèi)件、高溫側(cè)線系統(tǒng)等220℃以上的設(shè)備和管線。

2.高溫部位的環(huán)烷酸腐蝕主要依靠材質(zhì)升級(jí)控制。南蒸餾裝置通過將高溫、高流速部位的主要設(shè)備、管線更換為耐環(huán)烷酸腐蝕的316L材質(zhì)或內(nèi)襯316L復(fù)合板，取得了很好的防腐效果。

3.控制塔頂?shù)蜏叵到y(tǒng)腐蝕的主要手段是工藝防腐。南蒸餾裝置通過優(yōu)化塔頂注劑的篩選，使塔頂?shù)蜏叵到y(tǒng)腐蝕得到了較好控制，常、減壓塔頂冷凝水鐵離子含量監(jiān)測(cè)結(jié)果均穩(wěn)定在3mg/L以下。

4.通過系統(tǒng)建立腐蝕監(jiān)、檢測(cè)系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確掌握裝置主要設(shè)備、管線的腐蝕情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決腐蝕問題，實(shí)現(xiàn)預(yù)知性維修，為裝置長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

[1]吳莉莉，顧海成．常減壓裝置高酸原油的腐蝕和防治[J]．江蘇化工，2007，35（3）：55-57．

[2]劉艷峰，徐劍等．常壓塔頂?shù)蜏叵到y(tǒng)緩蝕劑的篩選及應(yīng)用 [J]．石油化工腐蝕與防護(hù)，2011，28（2）：11-14．