重整裝置中存在的腐蝕及防護

（中海石油舟山石化有限公司 浙江 316000）

引言

重整裝置在使用過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些腐蝕問題，由此引發(fā)銨鹽結(jié)晶等情況，不但會由此影響生產(chǎn)的效率和設(shè)備穩(wěn)定性，同時也會帶來嚴重的安全風險與事故風險。為了積極避免重整裝置腐蝕問題，就需要做好科學防護手段，現(xiàn)結(jié)合具體的工況分析介紹如下。

1.工況概述

本次研究選取某石油天然氣公司，該催化重整裝置的處理規(guī)模為350kt/a，目前采取半再生固定床重整類型。該廠主要加工類型為玉門原油、塔里木等等，由于本身原材料較輕，同時氫餾分的比重較高，所以隨著原料油的含量增加，催化重整的裝置也無法滿足進一步的生產(chǎn)需要。結(jié)合中國石化背景設(shè)計院的設(shè)計要求，對重整裝置進行設(shè)計與處理，對反應(yīng)器的裝置處理需要進行調(diào)整，催化重整由于氯、硫的影響，需要對氯化銨鹽的換熱過程進行調(diào)整，包括塔頂壓力控制部分的調(diào)整以及裝置生產(chǎn)安全調(diào)整，力求獲得良好的投資回報率。

2.重整裝置腐蝕來源與具體影響

重整裝置出現(xiàn)腐蝕問題，往往與腐蝕來源的性質(zhì)有關(guān)，現(xiàn)分別分析如下。

(1)腐蝕來源

重整裝置在工藝設(shè)置上選擇直餾汽油為重整原料，采取常壓蒸餾裝置作為拔頭，在開采輸送的過程中，為了進一步解決開采量的問題，需要降低凝固點，這個過程中一般需要添加一定比例的有機氯，添加的實際氯化物會存在于餾分當中，集中在130℃以下的部分，會隨著原材料一起進入到設(shè)備當中，這是重要的腐蝕來源。除此之外，固定時的半再生催化重整裝置當中多采用專用催化劑，該催化劑當中也會添加一定的有機氯，以此來保證工藝的穩(wěn)定性，為了更好的發(fā)揮催化劑的功能與作用，就必須強調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與選擇性，此時做好水氯平衡就成為必要的選項之一。在不斷的進行系統(tǒng)調(diào)試過程中，需要做好水、氯的平衡，采取乙醇、二氯乙烷進行水氯平衡調(diào)整是最佳的途徑。在二氯乙烷當中做好注水量的控制，包括預(yù)加氫的部分調(diào)整，即可做好含量的檢測與分析工作。

(2)腐蝕影響

有機氯的存在會對原材料的性質(zhì)產(chǎn)生影響，隨著工藝進入到預(yù)加氫反應(yīng)環(huán)節(jié)時，分子當中氯會被氫逐步取代，此時就會出現(xiàn)一定比例的氯化氫，這些氯化氫與反應(yīng)系統(tǒng)的氨氣會逐步結(jié)合，從而生成新的銨鹽離子，進一步導致預(yù)加氫的后補與管線堵塞問題。在整個系統(tǒng)當中，預(yù)加氫原材料與換熱器當中都會存在腐蝕泄漏的問題，前水冷器當中腐蝕內(nèi)漏無法繼續(xù)使用，此時增壓機的效率也會受到影響。根據(jù)泄漏發(fā)生的實際情況來看，往往與這個類型的腐蝕存在密不可分的關(guān)系。另外，空冷出現(xiàn)多次泄漏，需要做好分離銨鹽的分析，這是由于分離銨鹽會隨著液相的組織進入到蒸發(fā)塔當中，從而對后續(xù)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。現(xiàn)階段蒸發(fā)脫水進料調(diào)節(jié)系統(tǒng)與塔頂壓閥控制系統(tǒng)具有相關(guān)性，采取副線操作的模式會對全塔的操作產(chǎn)生影響，進而對進料油的質(zhì)量產(chǎn)生作用。

(3)腐蝕機理分析

根據(jù)重整裝置出現(xiàn)腐蝕的情況進行機理分析，不難發(fā)現(xiàn)，當系統(tǒng)當中存在的介質(zhì)包括氯化氫、硫化氫以及氫氣時，普遍以干態(tài)存在為主，腐蝕的效率并不明顯。此時設(shè)備的腐蝕強度主要以硫化氫的濃度為衡量標準，但是氫氣、氯化氫的存在有助于加速這個腐蝕的過程，氫氣與硫化亞鐵的反應(yīng)會生產(chǎn)一定的鐵粉，此時也會由于對硫化亞鐵的保護膜產(chǎn)生影響而進一步加速腐蝕影響。除此之外，干態(tài)的氯化氫對設(shè)備、管線不存在明顯的腐蝕影響，水存在的情況下會具有一定的腐蝕性能。在重整原料油水含量較高的情況下，經(jīng)過預(yù)分餾塔的操作影響后，預(yù)加氫進料當中依然會存在微量的水，此時預(yù)加氫烯烴的氯化氫存在有一定的腐蝕性能。從另外一個方面進行分析，整個系統(tǒng)當中存在有銨鹽結(jié)晶的問題，結(jié)晶的數(shù)量較高時腐蝕強度也會相應(yīng)的增加，重整裝置多采用注水等技術(shù)來解決相關(guān)腐蝕問題，其機理就是借助于注水的方式來解決設(shè)備堵塞的問題。另外，整個系統(tǒng)的質(zhì)量分數(shù)相對比較確定，設(shè)備與管線出現(xiàn)腐蝕反應(yīng)會生成硫化亞鐵，該設(shè)備的表面會存在一定的保護功能。從系統(tǒng)當中氯化氫存在的情況來看，其保護功能主要存在于系統(tǒng)反應(yīng)當中，出現(xiàn)循環(huán)腐蝕后會導致腐蝕加劇，進一步帶來加氫低溫部位的腐蝕影響。

3.重整裝置中腐蝕問題的防護手段

重整裝置當中存在多種腐蝕影響，針對不同類型的腐蝕問題采取針對性的防護措施可以有效減輕腐蝕帶來的影響，分別介紹如下。

(1)注水與緩蝕劑的使用

科學應(yīng)用注水搭配緩蝕劑可以有效降低重整裝置的腐蝕影響。常用的預(yù)加氫系統(tǒng)注水模式為低溫區(qū)域注水，通過低溫區(qū)域注水的方式來洗除大量的銨鹽。該方法在使用過程中需要特別注意副影響的問題，注水過程可能會導致酸腐蝕加劇，除此之外，循環(huán)氫會帶來一部分外部的水分子，這些水分子會受到裝置外部送氣線路的影響而出現(xiàn)凍結(jié)問題，進一步影響生產(chǎn)的穩(wěn)定性。注入緩蝕劑是一種應(yīng)用廣泛的技術(shù)，在實際生產(chǎn)過程中可以根據(jù)一比十的比例來注入緩蝕劑，采取計量泵進行計算即可。根據(jù)實際使用的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗來看，注入之前塔內(nèi)的鐵離子含量普遍較高，此時腐蝕的程度也相對較高，緩蝕劑對于裝置起不到良好的腐蝕防護效果。鐵離子得到合理控制后，預(yù)分餾塔的數(shù)據(jù)也會偏高，此時預(yù)分餾塔的回水量需要得到合理的控制，一般條件下要求8h以內(nèi)做好排放設(shè)置，多次取不到水的情況下則需要做好數(shù)據(jù)的積存處理，鐵離子與水中的沉積物都會影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性。多次取樣后油向的分析難度增加，誤差也會相應(yīng)的增大。在注劑使用過程中需要納入設(shè)備正常注入的問題，否則會導致取樣的數(shù)據(jù)值偏高，也不利于數(shù)據(jù)的進一步分析整理，導致可比性下降，無法作為實際應(yīng)用參考。

(2)設(shè)備腐蝕防護

實施設(shè)備防腐，換熱器是最核心的防護設(shè)備之一，隨著溫度的變化，腐蝕會進一步加劇，為了解決該問題，需要對換熱器的材質(zhì)進行更換，調(diào)整為雙相不銹鋼，隨后采取雙相不銹鋼優(yōu)良的抗熱性能來解決腐蝕防護的問題。針對管線內(nèi)部存在的腐蝕問題，則需要采取管線擴大管子直徑的模式，通過增加彎頭來減輕流速壓力，對沖刷系統(tǒng)也具有一定的緩沖效果。另外，彎頭部分的內(nèi)襯也需要做好耐腐蝕耐沖刷處理。針對空冷器的入口部分做好喇叭設(shè)計，套上聚四氟乙烯的外部結(jié)構(gòu)后再進行設(shè)置，基本原則為避免電偶腐蝕的出現(xiàn)。針對體系內(nèi)的氯離子含量較高問題，可以參考硫化鐵膜的形成機理，做好腐蝕緩解構(gòu)建工作，針對自身化學吸附的需要來進行脫除。目前來看，裝置的腐蝕防護效果十分明顯，空冷器的使用一切正常。對不銹鋼實施防腐時，一方面需要考慮到應(yīng)力退火的問題，包括加工、焊接過程中的殘余應(yīng)力控制以及退火處理控制，另外一方面也要考慮到選材的可靠性與穩(wěn)定性，做好原材料的選擇，避免選擇高濃度環(huán)境下容易出現(xiàn)腐蝕影響的材料，包括高鎳以及高鈦合金材料都不太適應(yīng)于目前的重整裝置防護需要，應(yīng)該及時對其進行調(diào)整，更好的適應(yīng)不同類型的生產(chǎn)需要。

(3)其他腐蝕防護手段

除了上述提到的防腐技術(shù)之外，還可以采取其他類型的防腐策略。比如說通過添加脫氯環(huán)節(jié)的方式予以解決，添加合適的脫氯劑用于氧化物與碳酸鹽的控制，在合適的比例下發(fā)生反應(yīng)。一般來說，脫氯劑也具有一定的脫硫功能，所以可以滿足不同類型的使用環(huán)境與外部特征。在最容易出現(xiàn)內(nèi)漏的換熱系統(tǒng)當中添加旁路的方式也可以解決腐蝕問題，通過對不同型號的高溫脫氯劑進行設(shè)置與優(yōu)選，可以篩選出更為合理的材料，通過外部運送處理或者及時進行脫氯劑更換的方式可以解決腐蝕防護的問題。最為有效的防護手段就是添加在線腐蝕防護監(jiān)測技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用可以借助于腐蝕探針隨時進行旁路腐蝕試驗與控制工作，進一步加強加熱爐的煙氣低溫露點腐蝕防護工作，為提升腐蝕防護的效果奠定了堅實的基礎(chǔ)。

4.總結(jié)

綜上所述，重整裝置腐蝕防護的效果不但影響到生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性，同時也與生產(chǎn)經(jīng)濟效益與社會效益密不可分。根據(jù)重整裝置腐蝕來源分析結(jié)果與相關(guān)腐蝕機理來看，采取必要的腐蝕防護手段后可以有效降低腐蝕影響，從而取得良好的防護效果。在具體執(zhí)行腐蝕防護手段時，要同時考慮到注水緩蝕劑的使用與設(shè)備腐蝕防護相關(guān)內(nèi)容，根據(jù)其他類型的腐蝕要求做好針對性的防護工作，從而切實保障重整裝置的科學穩(wěn)定運行，為企業(yè)獲得良好的經(jīng)濟效益創(chuàng)造條件。