常減壓裝置常頂腐蝕分析及防護措施

摘 要：文章主要介紹天津石化公司常減壓裝置在加工原油劣質(zhì)化過程中所遇到的塔頂?shù)蜏夭课桓g問題，并依據(jù)塔頂系統(tǒng)的腐蝕的機理進(jìn)行分析，以“一脫三注”工藝防腐為基礎(chǔ)提出改進(jìn)、防護措施，改進(jìn)后取得了一定效果。

關(guān)鍵詞：常減壓；腐蝕；措施；工藝；防腐

一、原油加工情況及腐蝕原理和“一脫三注”的概述

天津石化公司常減壓裝置年加工能力2.5Mt/a，目前同時加工原油品種較多，主要包括了沙輕、沙中、沙重、伊輕、伊重、福蒂斯、卡斯蒂利亞、科威特等十余種。這些油種采取摻煉、混煉形式，含硫量均較高，所加工的原油硫含量數(shù)據(jù)總結(jié)如表1。

從上表可以看出，原油硫含量平均值在升高。在原油加工過程中，NaCL、MgCL2等無機鹽會在120℃開始水解生成HCl，對設(shè)備有強烈的腐蝕作用，同時塔頂?shù)蜏夭课挥蠬2S存在，H2S與Fe反應(yīng)生成FeS保護膜，HCl與FeS發(fā)生反應(yīng)，破壞保護膜并生成H2S。H2S、HCl與Fe的交互反應(yīng)，導(dǎo)致腐蝕進(jìn)一步加劇進(jìn)行。

常減壓裝置通常采用“一脫三注”的防腐工藝?！耙幻摗奔丛屯ㄟ^電脫鹽罐，脫掉水和無機鹽，降低設(shè)備腐蝕，“三注”是在塔頂揮發(fā)線上注入氨、緩蝕劑和水，防止HCl+H2S+H2O型腐蝕。

二、加工高硫原油遇到的防腐問題

常減壓裝置目前加工的油種存在硫含量高，混煉比例不一，性質(zhì)不穩(wěn)定以及乳化嚴(yán)重等特性，這些變化使得常減壓裝置“一脫三注”的設(shè)施和防腐工藝顯現(xiàn)出落后，繼而帶來操作上的各項問題：（1）在摻煉污油和卡斯蒂利亞時，原油脫后含鹽指標(biāo)出現(xiàn)超標(biāo)，乳化層過厚，導(dǎo)致電脫鹽電流升高，甚至?xí)?dǎo)致電脫鹽罐跳閘。（2）常減壓采用無機氨工藝，無機氨易揮發(fā)、不穩(wěn)定，不能快速溶于水中與酸發(fā)生中和作用，防腐效果差；無機氨易生成銨鹽，產(chǎn)生垢下腐蝕。（3）塔頂三注的注入口為接管形式，既造成了三劑浪費，又降低了防腐效果。（4）常頂換熱器入口管線采用1分4的形式，物流分配存在偏流現(xiàn)象，從而導(dǎo)致常頂設(shè)備及管道局部流速過快，造成沖刷腐蝕嚴(yán)重。

以上問題，影響了“一脫三注”的操作，最終造成了“脫后含鹽”、“pH值”、“Fe2+含量”以及“腐蝕率”等指標(biāo)的失控。

三、防腐技改實施措施

（一）增設(shè)有機胺中和劑注入系統(tǒng)。在塔頂增注有機胺，有機胺為長鏈烴類胺基化合物，熱穩(wěn)定性好，易溶于水，在露點區(qū)能與HCl一起冷凝，使冷凝區(qū)不出現(xiàn)強酸性區(qū)域，避免初凝區(qū)的酸性腐蝕。

（二）改變“三注”的噴頭型式。常減壓塔頂“三注”的噴頭形式原來為直接接入的一個管接，注劑從管接流出后，不能迅速有效的與塔頂餾出物溶合，起到快速中和的作用。針對這一問題，將“三注”的注入器做了改變，增加了順流噴嘴使其快速有效的與塔頂餾出物溶合，進(jìn)而起到很好的防腐效果。

（三）增加電脫鹽罐反沖洗設(shè)備及運行電流DCS監(jiān)視。針對電脫鹽反沖洗原來存在的沖洗操作需占用注水流程的問題，增加了電脫鹽反沖洗專門設(shè)備，改造后，現(xiàn)水沖洗操作已不影響正常注水操作，水沖洗流量由原20噸/小時提高到40噸/小時，沖洗效果提高。增加電脫鹽運行電流DCS畫面監(jiān)測后能夠連續(xù)監(jiān)視其運行工況，及時發(fā)現(xiàn)并處理電流異常升高等情況，保障了電脫鹽運行的平穩(wěn)。

（四）常頂換熱器入口前分配管的改造。原常頂換熱器入口的分配管形式為一分四，四臺換熱器出口集合管引出點在封頭端，這種分配形式易導(dǎo)致液體出現(xiàn)偏流，出現(xiàn)局部腐蝕加劇，換熱效果不理想等問題。利用檢修機會將常減壓裝置常頂換熱器入口的分配管形式改為“一分二，二分四”的形式，并將四臺換熱器出口集合管引出點改在中間，杜絕了介質(zhì)偏流的現(xiàn)象。

（五）更換初、常、減塔頂新型注水流量計。初餾塔、常壓塔、減壓塔增加四臺新型注水流量計，從而可以根據(jù)塔頂餾出量，以及含硫量的高低，來準(zhǔn)確的調(diào)整注水量。并將常頂注水流量準(zhǔn)確控制到塔頂餾出物的7%以上，現(xiàn)注水流量達(dá)到2.2噸/小時。

（六）增加在線腐蝕監(jiān)測及pH值監(jiān)測。針對原油含硫量增加所導(dǎo)致的塔頂輕油部位腐蝕加劇的問題，常減壓裝置增加了在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)，利用在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)可以及時的發(fā)現(xiàn)設(shè)備管線腐蝕狀況，計算腐蝕速率；與此同時，還增加了在線pH值監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)值，調(diào)準(zhǔn)“三注”量，保持pH值的穩(wěn)定，減弱腐蝕作用。

四、實施效果

（一）常頂換熱器四路流量分配均勻。改造后常頂換熱器四路流量分布更趨于均勻，在總流量49噸/小時的情況下，四路分支流量最大偏差小于1噸/小時，原物料偏流現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn)，避免了物料偏流對設(shè)備管線造成的沖刷減薄。

（二）常頂切水pH值更加穩(wěn)定。對比改造前后常頂切水PH：在單注氨水時塔頂PH均值在8.5左右，且pH值控制不平穩(wěn)，波動范圍較大，最大差值為3。當(dāng)塔頂改注有機胺后均值為7.5，最在大差值為1，確保塔頂pH值控制平穩(wěn)。

（三）常頂腐蝕速率控制平穩(wěn)。常頂注水量2.2噸/小時，注緩蝕劑量15PPm，有機胺量15PPm。常頂切水鐵離子均值在1.2mg/l左右，均在指標(biāo)范圍之類，說明防腐效果較為理想。

塔頂腐蝕探針監(jiān)控速率：E2-101/1入口腐蝕速度均值為0.0232mm/a。E2-101/1出口腐蝕速度均值為0.0107mm/a，均小于0.25mm/a的指標(biāo)要求。①對比E1-101/1，2入口、出口的腐蝕率，發(fā)現(xiàn)入口腐蝕率略高于出口，說明所注的有機胺充分發(fā)揮了中和的功效；②探針?biāo)鶞y得的腐蝕率雖然略有波動，但是整體呈現(xiàn)平穩(wěn)趨勢，說明注有機胺既起到了無機氨的中和作用，又起到了穩(wěn)定的效果。

通過觀察腐蝕率、脫鹽結(jié)果和Fe2+含量可以看出，“一脫”和“三注”目前達(dá)到了較好的效果，也說明了2#常減壓裝置對防腐所做的技改措施取得一定成效。

五、結(jié)語

有效的防腐措施，可保證了設(shè)備所受腐蝕在可控范圍內(nèi)，增加了設(shè)備運行的可靠性，進(jìn)而為安全平穩(wěn)運行，降低成本，增加經(jīng)濟效益，延長運行周期，減少停工次數(shù)和停工時間等提供了必要的保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 林彩虹，潘軍.加工高硫原油設(shè)備的腐蝕和防護[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2004（22）：6.

作者簡介：劉雙民（1970.09- ），男，河北黃驊人，中石化天津分公司煉油部，本科，研究方向：煉油化工技術(shù)質(zhì)量管理。