常減壓裝置低溫腐蝕分析與對(duì)策分析

劉鵬 呂恒佳

摘 要：本文從常減壓裝置的特點(diǎn)出發(fā)，詳細(xì)討論了某煉油企業(yè)中常減壓裝置出現(xiàn)的低溫腐蝕現(xiàn)象以及腐蝕原因，針對(duì)導(dǎo)致腐蝕的原因提出了防治措施。

關(guān)鍵詞：常減壓裝置；低溫腐蝕；防治對(duì)策

0引言

我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域在近幾年取得了大幅度的進(jìn)步，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)也不斷發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提高了對(duì)能源的需求量，煉油企業(yè)為了增加企業(yè)的收益率，常常采用降低原油品質(zhì)的方法，企業(yè)降低原油成本主要通過(guò)增加劣質(zhì)原油比例的方法，含硫高酸的原油品質(zhì)較差，原油中含硫和較高的酸性很容易導(dǎo)致原油企業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)中裝置腐蝕，并且這種惡化的趨勢(shì)與日俱增。在煉油企業(yè)進(jìn)行原油加工的生產(chǎn)線(xiàn)上，常減壓裝置是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)設(shè)備，常減壓裝置在煉油企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中受到嚴(yán)重的腐蝕，而在常減壓裝置的腐蝕過(guò)程中，常頂?shù)牡蜏夭课桓g作用最具有代表性。以某常減壓蒸餾裝置為例，設(shè)計(jì)其每年可以生產(chǎn)1000萬(wàn)噸原油，該常減壓裝置所需要煉制的原料是沙輕原油和沙重原油，在原油實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中采用沙中和沙重原油為主要生產(chǎn)原料。設(shè)計(jì)采用三種方式進(jìn)行蒸餾，它們分別是閃蒸分餾、常壓分餾和減壓分餾。為了實(shí)現(xiàn)平均每年增加200萬(wàn)噸的原油產(chǎn)量，需要對(duì)閃蒸塔進(jìn)行設(shè)備改造，改造其成為初餾塔，初頂冷卻系統(tǒng)不進(jìn)行升級(jí)換代，仍然采用原來(lái)的常頂系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上又豐富了冷卻回流的功能。此項(xiàng)目完成并進(jìn)行使用后，多次發(fā)現(xiàn)該設(shè)備的低溫部位出現(xiàn)腐蝕，腐蝕使得設(shè)備減薄嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)泄露的問(wèn)題。這種腐蝕現(xiàn)象已經(jīng)嚴(yán)重影響了常減壓蒸餾設(shè)備的安全使用和連續(xù)性生產(chǎn)，極大的損害了企業(yè)的利益。

1常減壓裝置低溫腐蝕情況分析

1.1常壓塔頂餾出線(xiàn)腐蝕

起初09Cr2AlMoRE是年生產(chǎn)量提高目標(biāo)設(shè)定之前所使用的空冷設(shè)備材料，使用了3年的時(shí)間均沒(méi)有發(fā)生泄露的事件，除了空冷器材之外，發(fā)現(xiàn)換熱器和出口管線(xiàn)有一定的泄露情況，這種泄露恰恰是腐蝕導(dǎo)致的。

1.2空冷腐蝕情況

2011年8月對(duì)所有常頂空冷器材進(jìn)行全面的檢修，檢修過(guò)程中沒(méi)有更換材料，然而在檢修過(guò)后三個(gè)月左右全部常頂空冷器材都出現(xiàn)了泄露的現(xiàn)象，泄露現(xiàn)象出現(xiàn)后，對(duì)所有的常頂空冷器材進(jìn)行了同材料更換，三個(gè)月之后故障情況復(fù)現(xiàn)。觀察故障的情況并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)泄露的位置有規(guī)律性，而是出現(xiàn)在兩邊和中間的任意位置，管束的入口和出口也均有泄露。故障現(xiàn)象第二次復(fù)現(xiàn)后的八個(gè)月之內(nèi)，多次采用空冷切除應(yīng)急手段，并多次采用緊急堵管處理以降低損失。經(jīng)討論將材料更換為2205雙相鋼作為替代材料，此后一年的時(shí)間內(nèi)腐蝕和泄露的情況有所好轉(zhuǎn)，但仍然在一年之后出現(xiàn)了兩處腐蝕引發(fā)的穿孔。

2腐蝕原因

2.1原油劣質(zhì)化

2011年8月大檢修之后，所加工的原油中含硫量、含氯量、含有機(jī)氯量以及含酸量都有一定的提高，分別較大檢修之前提高了3.33、10.5、7.5以及5.25個(gè)百分點(diǎn)。這種情況下脫后的原油含氯的量依然居高不下，每公斤原油中含有氯約為10毫克，有機(jī)氯在脫后的原油中占比較大，每公斤原油中約含有8毫克以上的有機(jī)氯，有機(jī)氯經(jīng)過(guò)加熱爐等高溫環(huán)境在三塔頂部產(chǎn)生大量氯離子，形成銨鹽引起垢下腐蝕。

2.2工藝流程變化

上文所述的原油生產(chǎn)線(xiàn)及設(shè)備升級(jí)于檢修前2個(gè)月完成，生產(chǎn)能力得到顯著提升，設(shè)備方面閃蒸餾塔進(jìn)行了設(shè)備革新，變?yōu)槌躔s塔，常頂?shù)牧鞒桃渤霈F(xiàn)變化。原有的常頂流程是由常壓的塔頂?shù)綋Q熱器，再依次到空冷器和回流罐。而變更之后的常頂流程變成常壓塔頂?shù)娇绽淦髟俚交亓鞴蓿瑩Q熱器的環(huán)節(jié)設(shè)備被取消，使得常頂流程不適用于常頂生產(chǎn)特點(diǎn)，工藝流程存在不合理的設(shè)計(jì)思路。

2.3運(yùn)行參數(shù)變化

2011年閃蒸塔進(jìn)行了技術(shù)改造之后，常壓塔頂由于初餾塔的技術(shù)改造而顯著降低了塔頂油氣量，初餾塔可以分餾出原油中絕大多數(shù)的輕油，輕油量的顯著減少相當(dāng)于提升了油氣中氯和硫化氫等物質(zhì)的密度，造成這類(lèi)腐蝕介質(zhì)密度顯著增加，塔內(nèi)氣液分布變差的情況也隨之而來(lái)，久而久之塔頂結(jié)鹽現(xiàn)象惡性循環(huán)。

2.4原料性質(zhì)變化大

這套原油蒸餾系統(tǒng)在大修之后加工的原油種類(lèi)非常多，共加工過(guò)23種原油的品種。所加工的原料性質(zhì)都不一樣，品種更換后其原料性質(zhì)有顯著的變化。經(jīng)檢測(cè)統(tǒng)計(jì)分析可知大修之后這個(gè)生產(chǎn)階段一些腐蝕性物質(zhì)含量在原油中含量都較高，此裝置的特點(diǎn)是在對(duì)高硫含量和高酸含量的原油時(shí)，低溫部位的腐蝕概率和腐蝕情況都明顯高于高溫部位，常頂?shù)暮蛭鬯入x子濃度也是居高不下，其濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同類(lèi)型的兄弟企業(yè)。原油中的含氮化合物會(huì)產(chǎn)生一定量的氨，氨、氯以及硫化氫在油氣的升騰作用下到達(dá)塔頂，經(jīng)冷卻后凝結(jié)為氯化銨而成鹽，塔頂受到?jīng)_刷作用的影響，凝結(jié)于塔頂?shù)穆然@等鹽類(lèi)無(wú)法持續(xù)的依附于塔頂，而是被沖刷至塔底的塔底的塔盤(pán)處，塔盤(pán)不僅被鹽類(lèi)物質(zhì)堵塞，又能跟水結(jié)合而成為酸性物質(zhì)，對(duì)塔壁和塔盤(pán)的連接處造成嚴(yán)重的腐蝕。

3腐蝕防治對(duì)策分析

煉油廠的常減壓蒸餾裝置低溫部分腐蝕的防范可以從注堿工藝來(lái)解決，注堿對(duì)酸腐蝕有顯著的抑制效果，但由于后續(xù)裝置催化劑依然會(huì)受到鈉的影響，因此注堿的方法已經(jīng)被叫停，但注堿在全世界范圍內(nèi)仍然是一種行之有效的腐蝕抑制工藝，很多國(guó)家依然在采用注堿的方法來(lái)抑制酸的腐蝕。若渣油進(jìn)焦化，不進(jìn)催化，就可以規(guī)避鈉在催化劑中的作用和影響，此時(shí)注堿仍然是行之有效的方案，是切實(shí)可行的。特別是在原油中有大量有機(jī)氯時(shí)，注堿工藝對(duì)降低低溫腐蝕的效果更為明顯。

將高硫、高酸原油與相對(duì)硫、酸值較低的原油進(jìn)行混合，或?qū)τ诹淤|(zhì)原油進(jìn)行有控制的摻煉，將加工原油的硫含量、酸值控制到裝置設(shè)防值以下，使得腐蝕能夠得到控制，是最有簡(jiǎn)單有效的方法，它可以作為加工劣質(zhì)原油的首選方法。但由于不同原油組分不同，在混煉、摻煉時(shí)應(yīng)當(dāng)保持穩(wěn)定的混合摻煉量，避免不同原油量的不穩(wěn)定造成裝置的波動(dòng)。

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作者簡(jiǎn)介

劉鵬（1984.08--）性別：男，籍貫：山東省菏澤人，民族：漢族，學(xué)歷：本科，畢業(yè)于山東科技大學(xué)，現(xiàn)有職稱(chēng)：注冊(cè)安全工程師/助理工程師；研究方向：石油化工。

（作者單位：江蘇新海石化有限公司）