加氫精制腐蝕風(fēng)險分析與控制措施

李健

（中國石油天然氣股份有限公司錦西石化分公司， 遼寧 葫蘆島 125001）

某石化公司加工的原油為大慶原油、遼河高酸原油為主，摻煉俄羅斯原油的多種含硫、高氯、高氮原油。一次、二次加工裝置的設(shè)備腐蝕防護(hù)體系逐年加固[1]。100萬噸/年汽、柴油加氫精制裝置加工焦化汽、柴油和直餾柴油，采用冷高分流程，為加強(qiáng)裝置腐蝕介質(zhì)監(jiān)控，結(jié)合加氫裝置特有的腐蝕機(jī)理，開展了積極有效的腐蝕防護(hù)工作。

1 腐蝕控制措施

1.1 處理量控制

本裝置加工負(fù)荷控制在設(shè)計能力的60%-110%范圍內(nèi)，有效地防止了加工負(fù)荷較低的情況下結(jié)鹽點(diǎn)前移造成的腐蝕風(fēng)險，以及加工負(fù)荷較高時結(jié)鹽、沖刷腐蝕風(fēng)險加劇的情況。

1.2 加工原料質(zhì)量控制

結(jié)合裝置實際情況，若進(jìn)裝置原料氮含量過高，可以適當(dāng)降低焦化出裝置柴油的加工比例；若混合原料氮超標(biāo)時，可以考慮在焦化柴油沉降罐入口注水洗滌氮、沉降，降低10%左右的無機(jī)氮。

進(jìn)裝置混合原料的硫、氯、氮、水含量的分析項目及指標(biāo)要求見表1。

表1 混合原料分析項目及指標(biāo)要求

1.3 新氫與循環(huán)氫質(zhì)量控制

加強(qiáng)新氫和循環(huán)氫中氯化氫含量分析監(jiān)測，以及循環(huán)氫中硫化氫含量的分析監(jiān)測；每次檢測發(fā)現(xiàn)循環(huán)氫氣脫后的硫化氫含量超過0.1%（V）或1390mg/m3時，適當(dāng)提高高壓換熱器系統(tǒng)的注水量。新氫、循環(huán)氫中氯化氫、硫化氫的分析項目及指標(biāo)要求見表2。

表2 新氫、循環(huán)氫分析項目及指標(biāo)要求

1.4 高換系統(tǒng)結(jié)鹽與腐蝕控制

1.4.1 溫度控制

（1）Kp值和結(jié)鹽溫度

按照裝置混合原料中總氯含量1μg/g、氮含量2600μg/g、硫含量1.4%和總氯含量1μg/g、氮含量1756μg/g、硫含量0.254%分別估算高換前Kp值和氯化銨結(jié)鹽溫度，并分別估算高壓空冷前Kp值和硫氫化銨結(jié)鹽溫度[2]，計算結(jié)果見表3。

表3 氯化銨/硫氫化銨Kp值和結(jié)鹽溫度計算

（2）高壓換熱器物料側(cè)出口溫度控制

根據(jù)Kp值和結(jié)鹽溫度計算，控制生成油—反應(yīng)產(chǎn)物換熱器（E-2）反應(yīng)物流出物料側(cè)出口溫度不低于211℃，冷混氫油—反應(yīng)產(chǎn)物換熱器（E-3）反應(yīng)物流出物料側(cè)出口溫度不低于76℃。1.4.2 注水量控制與注水方式優(yōu)化

（1）注水量控制

E-3出口溫度降低為100℃以下時，E-3后（高壓空冷前）的注水量至少應(yīng)控制在3t/h（E-3之前注水量為11t/h的基礎(chǔ)之上）。注水量根據(jù)裝置的加工量變化，以及低壓分離器（D-2）切水分析各項指標(biāo)的達(dá)標(biāo)情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整[3]（見表4）。

（2）注水方式優(yōu)化

通過CFX流體模擬計算軟件模擬圖1的四種注水方式，得出結(jié)論：注水應(yīng)選擇注在立管上，且方式4采用噴嘴可以使水滴更好地分散，使兩相混合均勻，效果最好[4]。

圖1 四種注水方式示意圖

1.4.3 低壓分離器（D-2）和塔頂回流罐（D-4）切水控制

根據(jù)低壓分離器（D-2）和塔頂回流罐（D-4）切水分析情況，進(jìn)一步調(diào)整高換系統(tǒng)的注水量。切水分析項目及控制指標(biāo)要求見表4。

表4 低壓分離器（D-2）和塔頂回流罐（D-4）切水分析項目及控制指標(biāo)

1.5 分餾塔頂?shù)蜏夭课桓g控制

1.5.1 塔頂露點(diǎn)溫度控制

按目前裝置低分油流量75t/h，其中帶水1000ppm、分餾塔（C-1）塔頂汽油20t/h、富氣500Nm3/h，核算分餾塔頂露點(diǎn)溫度為29℃。為了控制塔頂內(nèi)部腐蝕，控制分餾塔頂操作溫度在露點(diǎn)溫度至少14℃以上，即控制在43℃以上。

1.5.2 塔頂注劑控制

裝置分餾塔頂餾出線注緩蝕劑，按1：8至1：12比例用除鹽水進(jìn)行稀釋。

（1）緩蝕劑質(zhì)量控制

避免使用含有無機(jī)氨的助劑，加強(qiáng)緩蝕劑入廠質(zhì)量指標(biāo)檢驗，并開展了緩蝕劑實驗評價，考察了乳化性能、成膜性能、緩蝕性能、配伍性能等關(guān)鍵性指標(biāo)，確保了緩蝕劑質(zhì)量合格。

（2）注劑量調(diào)整

首先在做好高壓換熱器系統(tǒng)注水與切水控制的基礎(chǔ)上，為減緩分餾塔頂結(jié)垢、防止空冷焊口應(yīng)力腐蝕開裂，不斷優(yōu)化注劑方案努力控制pH在6.5-9.0范圍內(nèi)，初步按照注劑與除鹽水1：16的方式配劑加注后，監(jiān)測pH是否在6.5-9.0范圍，如超出范圍，再試驗注劑與除鹽水1：32的方式。

（3）注水點(diǎn)增設(shè)霧化噴頭，保證注水沖洗效果。

1.6 脫硫塔頂?shù)蜏夭课桓g控制

裝置脫硫塔（ C - 3 ） 頂部材質(zhì)為Q 2 3 5 A/0 C r 1 3，塔頂冷卻器（E-8）材質(zhì)為0Cr17Ni12Mo2，塔頂回流罐（D-21）材質(zhì)為0Cr17Ni14Mo2，塔頂管線材質(zhì)均為321，材質(zhì)選擇相對較高。脫硫塔頂設(shè)計溫度為69℃，實際運(yùn)行溫度為40℃。

脫硫塔塔頂回流罐不做切水分析。加氫原料經(jīng)反應(yīng)系統(tǒng)、分餾塔系統(tǒng)后，已經(jīng)去除了大部分氯、硫、氮等腐蝕性介質(zhì)，主要是汽油組分，含水量低，塔頂?shù)蜏叵到y(tǒng)主要存在一定的H2S-HCl-H2O腐蝕，由于腐蝕介質(zhì)含量較低，對系統(tǒng)的腐蝕風(fēng)險較低。

1.7 加熱爐煙氣露點(diǎn)腐蝕控制

通過燃料氣硫化氫或煙氣中SO3氣體濃度含量估算煙氣露點(diǎn)溫度，并用煙氣露點(diǎn)測試儀監(jiān)測煙氣露點(diǎn)溫度，控制排煙溫度在煙氣露點(diǎn)溫度8℃以上。

2 定點(diǎn)測厚重點(diǎn)部位

依據(jù)腐蝕原理并結(jié)合裝置實際，確定反應(yīng)加熱爐（F-1）的冷路控制閥組、高換前后注水點(diǎn)、高壓空冷出口線、循氫機(jī)出口線低點(diǎn)、含硫污水線、D-2至C-1線低點(diǎn)、C-1頂至分餾空冷以及C-1頂注水點(diǎn)后的彎頭、三通等易沖刷腐蝕部位為本裝置的重點(diǎn)測厚部位。

測厚過程中發(fā)現(xiàn)腐蝕速率在0.3～0.5mm/a或剩余壽命在1～1.5年之間時，每三個月測厚一次；在0.1～0.3mm/a或剩余壽命在1.5～2年之間時，每六個月測厚一次；小于0.1mm/a時，在每次停工檢修時測厚一次；對腐蝕極為嚴(yán)重（腐蝕速率大于0.5mm/a）或剩余壽命小于1年的部位進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，增加測厚頻次。

3 結(jié)論

通過對加氫裝置含易腐蝕介質(zhì)的部位進(jìn)行全面的風(fēng)險識別，結(jié)合定點(diǎn)測厚數(shù)據(jù)分析，將不可預(yù)知的腐蝕泄漏事故轉(zhuǎn)變?yōu)榧瓤深A(yù)知、又可防控的腐蝕監(jiān)測防護(hù)體系，有效提升了裝置的腐蝕風(fēng)險防控能力和安全系數(shù)。

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