提升煉廠防腐管理工作探究

翟曄(中國(guó)石油集團(tuán)玉門油田分公司煉化總廠， 甘肅 玉門 735200)

提升煉廠防腐管理工作探究

翟曄(中國(guó)石油集團(tuán)玉門油田分公司煉化總廠， 甘肅 玉門 735200)

本文通過(guò)結(jié)合玉門油田煉化總廠加工介質(zhì)帶來(lái)的腐蝕問(wèn)題，分析腐蝕機(jī)理，研究腐蝕故障發(fā)生的根本原因，做到準(zhǔn)確把握各裝置腐蝕規(guī)律。重點(diǎn)介紹了該廠腐蝕管理現(xiàn)狀，存在的腐蝕故障、腐蝕泄漏問(wèn)題，分析了腐蝕介質(zhì)尤其是含S對(duì)全廠各裝置的系統(tǒng)性腐蝕問(wèn)題，以及對(duì)這些問(wèn)題的管理，采取的工藝防腐、材質(zhì)升級(jí)等措施。介紹了該廠日常防腐管理工作中技術(shù)交流、學(xué)習(xí)組織情況，以及近幾年防腐創(chuàng)新技術(shù)、成果在該廠的應(yīng)用情況。

腐蝕；管理

0 引言

玉門煉廠主要生產(chǎn)裝置設(shè)備、管線設(shè)計(jì)均以碳鋼為主，然而隨著原油性質(zhì)不斷重質(zhì)化、劣質(zhì)化，尤其是含硫量(S含量0.5%左右)的不斷增加，帶來(lái)了全廠性的腐蝕問(wèn)題。加之常減壓、催化、重整以及公用系統(tǒng)等設(shè)備管道建設(shè)年代久遠(yuǎn)，腐蝕問(wèn)題愈發(fā)突出，腐蝕泄漏故障頻繁，塔內(nèi)件，換熱管束，油氣、瓦斯、酸性水等工藝管道均不同程度出現(xiàn)腐蝕泄漏故障，裝置設(shè)備、管網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)大大增加。如何準(zhǔn)確把握腐蝕規(guī)律，對(duì)全廠腐蝕問(wèn)題進(jìn)行把脈，掌握腐蝕故障發(fā)生的根本原因，通過(guò)提升防腐管理，有效控制腐蝕問(wèn)題的惡化，緩解腐蝕泄漏對(duì)裝置運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)，是防腐管理最緊迫的任務(wù)。重點(diǎn)從以下幾方面做好防腐蝕管理工作。

1 立足現(xiàn)狀、夯實(shí)基礎(chǔ)管理

1.1 準(zhǔn)確掌握全廠腐蝕介質(zhì)的分布

該廠加工原料包括玉門自產(chǎn)原油、管輸原油，而管輸包括塔指、吐哈等原油，及時(shí)掌握原油含硫、含酸等腐蝕介質(zhì)，對(duì)防腐管理至關(guān)重要。他們及時(shí)從生產(chǎn)科、化驗(yàn)分析中心獲取數(shù)據(jù)，分析原油腐蝕介質(zhì)對(duì)裝置的影響，并采取應(yīng)對(duì)措施。同時(shí)，為了及時(shí)掌握各裝置腐蝕介質(zhì)的分布，繪制了各裝置腐蝕回路圖，在圖上標(biāo)注重點(diǎn)部位腐蝕介質(zhì)分析數(shù)據(jù)。通過(guò)腐蝕回路圖，要求各生產(chǎn)裝置及時(shí)培訓(xùn)宣貫到生產(chǎn)一線操作人員，讓所有員工熟悉腐蝕嚴(yán)重部位，如常減壓三頂HCl-H2S、高溫部位S、環(huán)烷酸等介質(zhì)分布，對(duì)這些部位加強(qiáng)巡檢、重點(diǎn)監(jiān)護(hù)，防止突發(fā)事件的發(fā)生。根據(jù)各裝置腐蝕回路圖，總廠防腐管理工作也大大提升，通過(guò)查圖，可以準(zhǔn)確掌握全廠腐蝕介質(zhì)的分布。

1.2 把握各裝置腐蝕機(jī)理

根據(jù)API571結(jié)合該廠工藝原理等，繪制了各裝置腐蝕機(jī)理圖，分析API571中60多種腐蝕機(jī)理在各裝置各部位發(fā)生的概率，并與裝置工藝流程圖相結(jié)合，使大家對(duì)裝置存在的腐蝕機(jī)理了然，掌握該環(huán)境下設(shè)備、管道失效的根本原因。

1.3 做好全廠工藝防腐措施及效果評(píng)價(jià)

由于原油含硫量不斷增加，各裝置系統(tǒng)性腐蝕問(wèn)題嚴(yán)重，因此該廠認(rèn)真做好全廠工藝防腐，重點(diǎn)做好常減壓電脫鹽操作，控制脫后含鹽，避免對(duì)后續(xù)裝置帶來(lái)沖擊；同時(shí)，做好分餾塔頂?shù)淖⑺?、注緩蝕劑措施，通過(guò)回流罐酸性水pH值、Fe2+、Cl-等及時(shí)評(píng)價(jià)緩蝕劑等工藝防腐效果，分析緩蝕劑等適應(yīng)性。該廠電脫鹽在2010年安裝超聲波破乳設(shè)備取代原破乳劑工藝，取得了良好的效果，混合原油破乳效果良好，進(jìn)入電脫鹽后脫鹽脫水理想，實(shí)現(xiàn)了脫后含鹽小于2.5mg/L。常減壓三頂、焦化分餾塔頂、重整和各加氫裝置分餾塔頂均注緩蝕劑，每周對(duì)回流罐酸性水進(jìn)行取樣，對(duì)Fe2+、Cl-進(jìn)行分析，對(duì)超標(biāo)的及時(shí)反饋至車間，要求工藝生產(chǎn)及時(shí)作出調(diào)整，防止發(fā)生更大腐蝕故障。

同時(shí)不斷探索評(píng)價(jià)新的工藝防腐措施，常減壓裝置高溫硫腐蝕和環(huán)烷酸腐蝕相互促進(jìn)使高溫部位腐蝕加劇，加注高溫緩蝕劑，減緩高溫硫和環(huán)烷酸帶來(lái)的腐蝕。催化裝置分餾塔頂及吸收穩(wěn)定系統(tǒng)濕硫化氫腐蝕明顯加劇，而目前該廠尚未采取措施，在分餾塔頂加注中和劑、緩蝕劑后可有效減緩分餾塔頂以及吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的腐蝕。目前重整、加氫裝置應(yīng)對(duì)銨鹽結(jié)晶和腐蝕的主要辦法是在結(jié)晶點(diǎn)以前注水，優(yōu)化好注水點(diǎn)和注水量可以防止銨鹽結(jié)晶和腐蝕。

1.4 利用大檢修契機(jī)合理升級(jí)材質(zhì)

隨著原油含硫量的升高，各裝置腐蝕故障多發(fā)，該廠利用2010、2013年兩次大檢修對(duì)常減壓三頂系統(tǒng)材質(zhì)升級(jí)，對(duì)初常頂冷卻器、空冷器管束全部更換為304、2205、09Cr2AlMoRE等，在氣液相變區(qū)如冷卻器、空冷器出口彎頭等部位，局部管道更換為雙相不銹鋼2205，提高抗?jié)窳蚧瘹涓g能力；高溫部位設(shè)備、管道全部更換為Cr5Mo，加熱爐出口高速轉(zhuǎn)油線材質(zhì)升級(jí)為316L，提高抗環(huán)烷酸、S等腐蝕能力。催化分餾塔頂、油漿系統(tǒng)部分設(shè)備、管道，加氫裝置分餾塔頂系統(tǒng)等進(jìn)行了材質(zhì)升級(jí)，尤其是催化油漿蒸汽發(fā)生器采用減應(yīng)力槽技術(shù)后，管束受溫差應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂大大減少，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期運(yùn)行。同時(shí)，全廠空氣預(yù)熱器更換為搪瓷管、鑄鐵板等減緩煙氣露點(diǎn)腐蝕。在今后大檢修期間我們還將針對(duì)各裝置腐蝕嚴(yán)重的設(shè)備管道進(jìn)行更換，并參照《SHT 3096-2012 高硫原油加工裝置設(shè)備和管道設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則》合理選材，既有效解決腐蝕、又不盲目浪費(fèi)，確保主要生產(chǎn)裝置常減壓、催化、重整加氫等裝置的材質(zhì)升級(jí)工作高效、實(shí)用。

而2014年建成的50萬(wàn)噸/年焦化裝置，設(shè)計(jì)階段就考慮“十三五”期間全廠硫含量的升高，裝置整體選材較高，高溫部位普遍采用Cr9Mo、Cr5Mo管線，分餾塔頂選用抗硫化氫性能優(yōu)異的09Cr2AlMoRE等，有效緩解了裝置系統(tǒng)腐蝕。

1.5 通過(guò)在線監(jiān)測(cè)、測(cè)厚等手段，分析腐蝕嚴(yán)重部位，并重點(diǎn)監(jiān)護(hù)。

2014年1月全廠第一套腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在常減壓裝置上線運(yùn)行，主要對(duì)常減壓三頂系統(tǒng)、裝置高溫系統(tǒng)安裝格魯森公司的精密電阻，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重點(diǎn)部位腐蝕速率；并在三頂回流罐安裝pH探針，監(jiān)測(cè)含硫污水pH值。腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上線運(yùn)行至今取得了良好的效果，可以實(shí)時(shí)指導(dǎo)調(diào)整緩蝕劑的注入，對(duì)腐蝕速率較高的部位加強(qiáng)監(jiān)護(hù)等措施。

2015年該廠為主要生產(chǎn)車間購(gòu)買了測(cè)厚儀，全面推進(jìn)廠定點(diǎn)測(cè)厚工作，按照板塊及總廠《設(shè)備和管道定點(diǎn)測(cè)厚管理規(guī)定》，認(rèn)真做好裝置選點(diǎn)測(cè)厚方案，對(duì)關(guān)鍵重點(diǎn)腐蝕部位定期進(jìn)行測(cè)厚，計(jì)算腐蝕速率，分析腐蝕嚴(yán)重部位，并適當(dāng)增加測(cè)厚頻次，同時(shí)對(duì)這些部位加強(qiáng)監(jiān)護(hù)。對(duì)減薄迅速的隱患部位，制定安全運(yùn)行措施、整改方案等，并利用裝置搶修、大檢修等時(shí)機(jī)及時(shí)對(duì)這些部位進(jìn)行更換等措施。

2016年計(jì)劃對(duì)催化、焦化、重整預(yù)加氫部分、柴油改制等裝置腐蝕嚴(yán)重部位安裝腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以確保主要生產(chǎn)裝置腐蝕減薄等能夠?qū)崟r(shí)得到監(jiān)控，第一時(shí)間采取措施，避免發(fā)生泄漏等影響裝置運(yùn)行。無(wú)論在線監(jiān)測(cè)、定點(diǎn)測(cè)厚以及大檢修期間的全面檢驗(yàn)，都為提供了一個(gè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的手段，更重要的是發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題后，要及時(shí)分析系統(tǒng)性的腐蝕問(wèn)題，并做好重點(diǎn)監(jiān)護(hù)運(yùn)行、擇機(jī)整改。

2 強(qiáng)化問(wèn)題管理，分析故障原因

原油組成中，S對(duì)裝置腐蝕最為嚴(yán)重，它包含在所有煉油加工過(guò)程中，分為低溫濕硫化氫腐蝕以及高溫部位S腐蝕；而經(jīng)過(guò)常減壓一次加工后這些H2S及高溫部位S又進(jìn)入后續(xù)加工裝置，進(jìn)而對(duì)催化、焦化、重整、各加氫裝置進(jìn)行腐蝕。最終一部分硫化氫對(duì)常減壓、催化、焦化分餾塔頂系統(tǒng)進(jìn)行腐蝕；一部分S通過(guò)催化反應(yīng)進(jìn)入催化煙氣形成SO2、SO3等對(duì)鍋爐低溫段及煙氣脫硫系統(tǒng)形成腐蝕；一部分H2S進(jìn)入酸性水系統(tǒng)，腐蝕各裝置含硫污水系統(tǒng)及酸性水裝置；一部分H2S進(jìn)入瓦斯系統(tǒng)，燃燒后對(duì)各裝置加熱爐系統(tǒng)形成露點(diǎn)腐蝕；一部分經(jīng)過(guò)加氫裝置形成H2S對(duì)各加氫裝置塔頂系統(tǒng)產(chǎn)生腐蝕。而環(huán)烷酸主要對(duì)常減壓高溫系統(tǒng)高流速部位腐蝕嚴(yán)重，環(huán)烷酸進(jìn)入催化反應(yīng)、延遲焦化等系統(tǒng)分解后對(duì)后續(xù)裝置影響不大。同時(shí)原油中有機(jī)氮經(jīng)過(guò)催化、焦化分解后形成NH3，進(jìn)入富氣系統(tǒng)與HCl形成銨鹽產(chǎn)生腐蝕，并隨輕質(zhì)油進(jìn)入重整、各加氫裝置，進(jìn)而形成銨鹽堵塞壓縮機(jī)并產(chǎn)生銨鹽腐蝕等，因此N主要對(duì)重整、各加氫裝置影響較大。

該廠腐蝕問(wèn)題主要包括各裝置分餾塔頂系統(tǒng)H2S-H2OHCl腐蝕環(huán)境，重點(diǎn)對(duì)空冷器、水冷器、器壁小接管以及氣液相變區(qū)管道腐蝕。高溫部位腐蝕包括常減壓裝置240℃以上管道、設(shè)備發(fā)生高溫S+環(huán)烷酸腐蝕，催化、焦化等裝置高溫部位設(shè)備管道S腐蝕較為嚴(yán)重，同時(shí)，催化裝置油漿系統(tǒng)對(duì)閥門、彎頭的沖刷也較嚴(yán)重。煙氣露點(diǎn)腐蝕包括全廠空氣預(yù)熱器低溫部位、引風(fēng)機(jī)入口和蝸殼、吹灰線，以及催化鍋爐低溫段、吹灰線等。儲(chǔ)罐腐蝕包括原油罐罐底腐蝕，以及成品油罐S腐蝕等，液態(tài)烴球罐焊縫H2S應(yīng)力開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)較大；該廠對(duì)常壓儲(chǔ)罐外壁及罐頂進(jìn)行測(cè)厚檢查，罐壁及罐底結(jié)合清罐時(shí)間加大檢查力度；球罐進(jìn)行ZARE合金防腐，預(yù)防H2S應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(SSC)。重整、加氫裝置臨氫環(huán)境包括H鼓泡、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂等，同時(shí)加氫反應(yīng)后在100～204℃存在銨鹽結(jié)晶垢下腐蝕，要控制好溫度，盡量使結(jié)晶點(diǎn)發(fā)生在低壓部位，做好注水沖洗。表面蒸發(fā)空冷、濕空冷等外部噴淋水也會(huì)造成管束的腐蝕泄漏，循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕造成冷卻器泄漏等也時(shí)有發(fā)生；通過(guò)東區(qū)循環(huán)水水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和自動(dòng)加藥系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)循環(huán)水結(jié)垢、生物粘泥和腐蝕情況，科學(xué)指導(dǎo)循環(huán)水加藥和評(píng)估回用污水對(duì)循環(huán)水水質(zhì)的影響。

3 學(xué)習(xí)行業(yè)先進(jìn)防腐蝕經(jīng)驗(yàn)，大力組織各類技術(shù)交流與學(xué)習(xí)

該廠原設(shè)計(jì)加工吐哈輕質(zhì)原油，腐蝕泄漏問(wèn)題較少，總廠各單位對(duì)腐蝕防護(hù)重視不夠；然而近些年由于原油含硫升高，該廠開(kāi)始重視各裝置的腐蝕問(wèn)題，完善腐蝕防護(hù)管理，但與外廠腐蝕防護(hù)管理仍存在一定差距。因此，該廠不斷組織各類學(xué)習(xí)、技術(shù)交流等，及時(shí)學(xué)習(xí)板塊行業(yè)腐蝕防護(hù)相關(guān)文件，不斷提高設(shè)備管理人員腐蝕防護(hù)理論水平，每年板塊組織專門的腐蝕防護(hù)培訓(xùn)班，總廠積極派員學(xué)習(xí)。同時(shí)，積極邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)專家來(lái)廠技術(shù)交流，2015年先后兩次邀請(qǐng)顧望平教授來(lái)廠進(jìn)行技術(shù)交流，2016年大檢修與北化大合作全面排查各裝置腐蝕情況，并先后組織了換熱器內(nèi)防腐、腐蝕在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用、停工腐蝕檢查等技術(shù)交流，開(kāi)拓了廠腐蝕防護(hù)管理人員的視野，提高了理論水平。下一步將利用設(shè)備人員培訓(xùn)，各類防腐項(xiàng)目積極組織各類技術(shù)交流和學(xué)習(xí)，努力使廠有一支理論水平扎實(shí)、現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)豐富的腐蝕防護(hù)管理人員。

4 強(qiáng)化創(chuàng)新，提升管理水平

隨著腐蝕與防護(hù)受到自板塊到各煉化企業(yè)的重視，該廠的防腐管理也有了很大的提升，近些年，該廠積極創(chuàng)新管理，一批新技術(shù)、新成果在現(xiàn)場(chǎng)得到推廣應(yīng)用并取得很好的效果。該廠對(duì)主要生產(chǎn)裝置分餾塔頂回流罐Fe2+、Cl-進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)掌握各裝置塔頂腐蝕情況及緩蝕劑等使用效果；對(duì)濕式空冷水質(zhì)加強(qiáng)管理，定期分析水質(zhì)，指導(dǎo)置換排污工作。開(kāi)展主要生產(chǎn)裝置腐蝕與防護(hù)現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)估，結(jié)合各裝置腐蝕與防護(hù)工作現(xiàn)狀，與合肥通用機(jī)械研究所合作對(duì)一、二次加工裝置進(jìn)行腐蝕適應(yīng)性評(píng)價(jià)和開(kāi)展RBI風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，科學(xué)指導(dǎo)裝置工藝防腐、材質(zhì)升級(jí)、設(shè)備檢驗(yàn)策略、在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布等腐蝕控制策略。原油罐采用犧牲陽(yáng)極包括罐底，減緩原油罐底腐蝕。球罐采用ZARE金屬防腐，預(yù)防H2S應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。同時(shí)在2016年大檢修期間，對(duì)主要生產(chǎn)裝置進(jìn)行全面腐蝕檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果及時(shí)采取檢維修策略，同時(shí)系統(tǒng)性的分析、解決存在的腐蝕問(wèn)題；對(duì)全廠水冷器采用犧牲陽(yáng)極保護(hù)和涂層防腐，解決循環(huán)水結(jié)垢、腐蝕帶來(lái)的水冷器泄漏，運(yùn)行后期換熱效果變差等；對(duì)全廠主要生產(chǎn)裝置關(guān)鍵腐蝕部位安裝腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腐蝕速率、在線測(cè)厚等。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，該廠表示，今后要在日常的防腐管理中加強(qiáng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)行業(yè)先進(jìn)的腐蝕防護(hù)理念；并強(qiáng)化創(chuàng)新，轉(zhuǎn)換為該廠應(yīng)用成果，努力使廠防腐管理邁上一個(gè)新臺(tái)階。

翟曄(1989-)，女 ，漢，甘肅酒泉人，助理工程師，主要從事煉油化工工作。