天利實業(yè)樹脂廠常減壓裝置塔頂用緩蝕劑TMC-3應(yīng)用探討

慎娜娜，許海濤，劉 莉

（克拉瑪依市天明化工有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834007）

天利實業(yè)樹脂廠常減壓裝置塔頂用緩蝕劑TMC-3應(yīng)用探討

慎娜娜，許海濤，劉 莉

（克拉瑪依市天明化工有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834007）

樹脂廠常減壓裝置塔頂因為其工作環(huán)境以及各種因素的影響，容易受到腐蝕，以天利實業(yè)樹脂廠的常減壓裝置為例，就緩蝕劑TMC-3的應(yīng)用進行探討。

常減壓裝置；TMC-3；緩蝕劑

新疆獨山子天利實業(yè)總公司（以下簡稱“天利實業(yè)”）樹脂廠常減壓裝置塔頂腐蝕類型以HCl-H2O型腐蝕為主，系統(tǒng)目前采用注氨工藝進行防腐，在裝置檢修過程中發(fā)現(xiàn)了嚴重的局部腐蝕現(xiàn)象。

下面通過常減壓裝置塔頂腐蝕與防護、緩蝕性能評價試驗和緩蝕劑現(xiàn)場加注方案三個方面的內(nèi)容，對天利實業(yè)樹脂廠常減壓裝置塔頂腐蝕現(xiàn)狀、存在問題進行分析、評價，并提出解決方案，為生產(chǎn)裝置長周期安全平穩(wěn)運行提供參考。

1 常減壓裝置塔頂腐蝕與防護

1.1 常減壓裝置塔頂腐蝕環(huán)境

天利實業(yè)樹脂廠常減壓裝置塔頂腐蝕環(huán)境以HCl-H2O型腐蝕為主，其中，Cl-是常減壓裝置塔頂腐蝕最主要的因素，主要來源于原料生產(chǎn)加工系統(tǒng)中的氯鹽發(fā)生水解，生成HCl。

常減壓裝置塔頂?shù)母g主要發(fā)生在常壓塔和減壓塔頂部，以及塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)的空冷器、水冷器等有液態(tài)水存在的低溫部位。

1.2 塔頂注氨防腐技術(shù)

1.2.1 注氨防腐作用機理

注氨是控制酸性水的pH值大于7，以達到抑制腐蝕的目的。注氨的作用是中和H+，調(diào)節(jié)塔頂冷凝水的pH值，以中和分餾塔頂油氣中的酸性物質(zhì)（如HCl，H2S，RSH，HCN等），形成銨鹽溶于水。

1.2.2 注氨防腐措施存在的問題

注氨措施在現(xiàn)場生產(chǎn)過程中，主要存在以下問題：

①對設(shè)備的保護僅限于中和酸性物質(zhì)，不能在金屬表面形成致密的保護膜，影響了防腐蝕的效果。

②氨在汽液兩相轉(zhuǎn)變部位的揮發(fā)性及蒸汽壓都較高，在水中溶解不充分，即使排出的凝水pH=8～9，初凝區(qū)仍為強酸性，因此仍然發(fā)生強烈的腐蝕，不能克服初凝區(qū)HCl引起的露點腐蝕。

③在生產(chǎn)過程中，往往由于腐蝕介質(zhì)pH值低，需過量注入，使冷凝區(qū)銨鹽沉積量增多，引起積垢堵塞管路和垢下腐蝕。

1.3 塔頂注緩蝕劑防腐技術(shù)

1.3.1 注緩蝕劑防腐作用機理

注緩蝕劑主要是為了減緩設(shè)備腐蝕。加入緩蝕劑后，其具有的吸附性能夠迅速在金屬表面形成致密的屏蔽保護層，隔絕腐蝕介質(zhì)與金屬表面接觸，達到減緩腐蝕的目的。

1.3.2 注緩蝕劑的優(yōu)點分析

與傳統(tǒng)注氨技術(shù)相比，注緩蝕劑技術(shù)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

①緩蝕劑注入系統(tǒng)后可在金屬表面形成保護膜，隔絕腐蝕介質(zhì)與金屬表面接觸，具有良好的緩蝕作用。

②緩蝕劑比氨的蒸氣壓低，易溶于水，在露點區(qū)能和HCl一起冷凝，有效減緩HCl露點部位的腐蝕。

③在使用環(huán)境中，在低流速、低溫條件下有良好效果。還能夠間接降低產(chǎn)品中鐵離子含量。

④不產(chǎn)生鹽類結(jié)晶，不用擔(dān)心由此帶來的堵塞問題和垢下腐蝕。

2 緩蝕性能評價試驗

根據(jù)天利實業(yè)樹脂廠常減壓裝置塔頂腐蝕類型，在室內(nèi)模擬現(xiàn)場腐蝕環(huán)境，通過大量的腐蝕試驗，遴選出適用于HCl-H2O型腐蝕體系的緩蝕劑TMC-3，并與注液氨的緩蝕試驗效果進行對比。試驗結(jié)果如下。

2.1 試驗條件

腐蝕介質(zhì)：1 000 mg/L HCl水溶液；

試驗溫度：80℃；

試驗時間：6h；

腐蝕掛片：A3鋼，規(guī)格50mm×25mm×2mm；

2.2 試驗步驟

在水熱合成反應(yīng)容器中倒入150mL HCl-H2O腐蝕介質(zhì)，分別加入50mg/L的緩蝕劑TMC-3、液氨，攪拌均勻，再將處理過的試片懸掛于中部并完全浸入腐蝕介質(zhì)中，上蓋后放置于80℃油浴中。24h后取出，觀察、記錄試片表面腐蝕情況，再進行試片處理，通過稱量試片腐蝕試后質(zhì)量變化計算腐蝕速率。以不加緩蝕劑作為空白參照樣，進行對比試驗，計算最終的緩蝕率。

2.3 試驗數(shù)據(jù)及分析

試驗結(jié)果詳見圖1、表1。

圖1 靜態(tài)掛片試驗圖

表1 緩蝕劑TMC-3腐蝕速率

根據(jù)圖1、表1試驗結(jié)果分析如下：

（1）從圖1可以看出，加入緩蝕劑TMC-3的試片表面形成一層均勻的保護膜；加入液氨的試片表面沒有保護膜形成，并出現(xiàn)了明顯的局部腐蝕；空白試片表面出現(xiàn)了大面積腐蝕（以點蝕為主，體現(xiàn)出典型的Cl-腐蝕形態(tài)）；

（2）從表1可以看出，加入緩蝕劑TMC-3與液氨相比，緩蝕效率明顯提高。

（3）以上靜態(tài)掛片試驗表明，緩蝕劑TMC-3緩蝕性能優(yōu)良、具有快速成膜性能，可有效抑制常減壓蒸餾塔塔頂部位的腐蝕。

3 緩蝕劑TMC-3現(xiàn)場加注方案

根據(jù)天利實業(yè)樹脂廠常減壓裝置塔頂腐蝕環(huán)境，現(xiàn)場裝置材質(zhì)和加藥工藝，結(jié)合室內(nèi)評價試驗結(jié)果，制定了天利實業(yè)樹脂廠常減壓裝置塔頂用緩蝕劑TMC-3現(xiàn)場加注方案。

3.1 緩蝕劑TMC-3作用機理

緩蝕劑TMC-3產(chǎn)品的關(guān)鍵組分是以酮胺縮合物結(jié)構(gòu)為骨架，接枝引入含有N、S有效吸附官能團及調(diào)節(jié)親水能力的乙氧基化官能團，是一種含氮、含硫和含氧的混合物。

3.2 緩蝕劑TMC-3現(xiàn)場加注操作說明

（1）系統(tǒng)物料性質(zhì)的變化、加工量的變化都是影響緩蝕劑效果的因素，所以注入量必須根據(jù)情況及時調(diào)整。

（2）塔頂注劑的管理，根據(jù)冷凝水pH值的變化及時調(diào)整注劑量，塔頂冷凝水pH值控制在6.5～7.5。

（3）緩蝕劑注入點應(yīng)選擇在腐蝕部位前面，如果腐蝕點是分散的，則注入點也應(yīng)分散，這樣做都是為了確保保護膜的生成和穩(wěn)定。

3.3 緩蝕劑TMC-3現(xiàn)場加注量

3.3.1 成膜期

在緩蝕劑使用初期為盡快在有腐蝕危險的設(shè)備和管道的器壁上形成保護膜，應(yīng)加大加注計量。成膜期建議加注時間為7d，各加藥線加注量為150×10-6（相對塔頂流出量計算）。3.3.2 正常加注期

根據(jù)塔頂腐蝕環(huán)境特點，推薦各加藥線的緩蝕劑正常加注量為（30～60）×10-6（相對塔頂流出量計算）。

4 結(jié)論

1）從成膜期到正常加注期各加藥線加藥濃度應(yīng)逐漸下調(diào)，建議下調(diào)幅度為：150×10-6（第1天）-120×10-6（第2天）-90×10-6（第4天）-60×10-6。在裝置平穩(wěn)開啟期間，成膜期后可保持正常加注量；若裝置停車超過1個月，再次開啟時，緩蝕劑加注應(yīng)重新成膜。

2）正常加注期，各加藥線的緩蝕劑最佳加注量選擇應(yīng)以監(jiān)測塔頂冷凝水中的Fe2+濃度平穩(wěn)維持在3mg/L以內(nèi)的藥劑加注量為最佳。

[1]王亦成，楊麗燕，張亞民.常減壓裝置塔頂揮發(fā)線、緩蝕劑管線結(jié)垢分析[J].化學(xué)工程師，2015，（03）：51-54.

[2]薛彩霞.常減壓蒸餾裝置節(jié)能優(yōu)化的研究[D].西安石油大學(xué)，2013.

Tianli Industrial Resin Plant with Crude Oil Distillation Unit Overhead Corrosion Inhibitor TMC-3 Application

Shen Na-na，Xu Hai-tao，Liu Li

Resin Plant Crude Oil Unit overhead because their work environment and the iMPact of various factors，susceptible to corrosion in crude oil distillation unit Tianli Industrial resin plant as an example，the inhibitor TMC-3 applications were discussed.

crude oil distillation unit；TMC-3；inhibitor

TE985.9

B

1003–6490（2016）04–0111–02

2016–04–10

慎娜娜（1985—），女，山西運城人，助理工程師，主要從事油田石化原油脫水處理、腐蝕與防護工作。