常減壓裝置加工混合原油防腐蝕技術

趙健明

摘 要：哈爾濱石化公司常減壓裝置在加工混合原油時，為防止設備和管道腐蝕，采取了綜合防腐蝕技術，收到了較好的效果：除了工藝“一脫三注”外，還在設備選材和材料表面處理方面采取了很多措施，如用0Cr18Ni10Ti制作管束和16MnR+0Cr18Ni10Ti復合板制作殼體，減壓塔采用20g+1Cr13和20g+316L以抗高溫硫、環烷酸腐蝕等。另外在一些設備的表面采取涂敷防腐涂料的措施。

關鍵詞：加工混合原油；防腐蝕；材料選擇

中圖分類號：TE986 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-01-0167-02

前言 哈石化公司常減壓裝置設計加工原油為大慶油268萬噸/年，海拉爾67萬噸/年，俄羅斯油100萬噸/年，處理量435萬噸/年，年加工時數為8400小時。裝置采用先進的工藝技術，對裝置的各類設備和工藝進行經濟合理的選型和選材提高裝置的抗腐蝕性能，增強了裝置對不同種類原油混煉的適應性和可操作性，為裝置的長周期運轉奠定了良好基礎。

一、工藝防腐

（一）加強“一脫三注”工藝管理。哈石化公司常減壓裝置現有兩套復式高效交直流電脫鹽成套設備，單套容積239m3。2013年裝置擴能改造，采用兩級脫鹽工藝和長江（揚中）電脫鹽設備有限公司成熟的高速電脫鹽專利技術，在電脫鹽罐現有容積不足情況下，采用高速電脫鹽設備的處理能力比傳統的低速電脫鹽處理能力大1.5倍。

搞好原油電脫鹽是控制常減壓裝置腐蝕最根本的手段，同時也為后續裝置的防腐創造條件。調整換熱流程，提高原油脫鹽溫度。為了適應原油加工的需要，使用新型超聲破乳設備和高效脫鹽劑，以提高電脫鹽合格率，使脫后原油含鹽量控制在3mg/l以下。

為了更好的控制三塔頂注氨量，采用CR-1000在線腐蝕監測系統，及時調整控制脫水PH值在6.0～9.0。塔頂注水使用注除鹽水，有利于對塔頂切水鐵離子含量的準確分析檢測。經現場不斷的實踐摸索，總結出了一套塔頂注氨量、塔頂餾出量與除鹽水注入量合適的匹配參數，減緩了塔頂冷凝冷卻設備結銨垢的速度，減少了除鹽水耗量和含硫污水的排放量。工藝“一脫三注”可以有效緩解塔頂設備管線的腐蝕問題，其關鍵在于選擇合適的部位、合適的藥劑及恰當的用量。

（二）采用鈍化劑防止硫化鐵自燃及連多硫酸腐蝕 。為確保裝置安全檢修，防止硫化鐵自燃和連多硫酸對奧氏體不銹鋼的破壞，最關鍵的問題是清除FeS，防止其自燃防止產生連多硫酸。為此裝置在大檢修過程中，采用FZC-1硫化亞鐵高效鈍化劑，對常壓塔、減壓塔等設備和管線硫存在且含量較高區域進行循環清洗，取得了較為理想的效果。

（三）在高溫部位注入阻垢劑。在減壓塔底注入NS-13高效阻垢劑，經減壓塔底抽出泵混合，進入減底渣油換熱系統，在器壁表面形成一層保護膜，減少減底油中鹽份沉積，減緩高溫硫-環烷酸對器壁的腐蝕，起到了提高換熱效果，降低設備檢修頻次的作用。

二、防腐材料

（一）搪瓷熱管的應用 。加熱爐煙氣余熱回收系統，采用組合式空氣預熱器（擾流子—熱管組合式）。由于加熱爐利用的三塔頂自產瓦斯未經脫硫處理，燃料硫含量較高，燃燒過程產生大量的SO2和SO3，在換熱冷凝時形成硫酸，產生嚴重的硫酸露點腐蝕。在煙氣出口低溫部位采用了耐露點腐蝕的搪瓷熱管，延長了熱管的使用壽命。

（二）復合管和復合板的應用 。復合鋼板已廣泛應用在煉油廠的壓力容器、反應器、塔、換熱器的制作。隨著原油加工量的增大和硫含量的增加，常減壓裝置的常壓塔、減壓塔、轉油線等設備采用了16MnR+316L和20R+0Cr13AL，減底渣油換熱器采用了16MnR+0Cr18Ni10Ti殼體，使用效果很好。

（三）不銹鋼和合金鋼的應用 。為了減緩高溫硫-環烷酸腐蝕，對于300℃以上減底渣油換熱器采用0Cr18Ni10Ti材質制作管束；對于240℃以上介質的管線采用1Cr5Mo材質，常壓爐輻射室爐管及對流室高溫段爐管為1Cr5Mo材質。減壓爐爐管為ASTM A312 TP321。根據目前的使用現狀效果均比較好。

（四）搞好設備和管道的外防腐 。采用帶銹防腐涂料和優質聚氨脂涂料，對每一個項目做好表面防腐工作，對在用設備管道定期實施外防腐。帶銹防腐涂料能將一般的鐵銹轉化成穩定的無害銹，因此只需除掉浮銹，便可進行涂敷。選用優質聚氨脂涂料，可提高涂裝效果，延長防腐壽命。

三、防腐蝕監測

（一）在線腐蝕監測系統 。與沈陽中科韋爾腐蝕控制技術有限公司合作，利用同材質探頭腐蝕磨損長度不變，直徑變小，電阻值和電感量的變化的原理，裝置重點腐蝕部位引進在線腐蝕檢測系統。利用電位法原電池原理，在初常頂回流罐底切水線上安裝InPro4501PH計探頭2個，監測初常塔頂系統PH值變化，指導操作人員隨時調整注氨量，對塔頂系統腐蝕達到了實時監控的目的。

（二）我裝置采用的腐蝕監測方法 。在裝置各容器內定點掛相應材質的試片，共計22組178片，每個檢修周期回收后稱重，計算出各部位的腐蝕速率。通過掛片試驗，了解不同材質在煉制高硫原油時這些部位的均勻腐蝕、應力腐蝕開裂、裂紋應力腐蝕擴展和材料性能是否變化。

加強裝置重點腐蝕部位的定點測厚及材質管理，繪制每臺設備和每條管道的空視圖，開展定點測厚，數據收集與整理對比工作；對裝置長期定點跟蹤測厚，多次發現管線異常減薄和用材錯誤，及時更換管線，避免了因管線腐蝕泄漏穿孔而發生的重大火災事故，為裝置大修決策提供了許多寶貴的數據。

四、結論

（一）常減壓裝置的低溫輕油部位及冷凝冷卻系統處于H2S-HCl-H2O腐蝕環境，碳鋼在此環境中會產生嚴重的均勻腐蝕，奧氏體不銹鋼則表現為應力腐蝕開裂。此部位材料防腐使用耐氯化物應力腐蝕、耐孔蝕能力強，綜合力學性能比較好的雙相不銹鋼，如00Cr18Ni5Mo3Si等。

（二）在三塔頂餾出系統以工藝防腐蝕為主，結合設備抗腐蝕新材料選擇；在高溫硫-環烷酸腐蝕部位，以選擇耐蝕材料為主，同時結合工藝注劑緩解設備管道腐蝕。

（三）加強原油腐蝕的預評價，針對不同的原油采取相應的”一脫三注”工藝，對延長開工周期，提高裝置經濟效益有重要意義。加強對現場失效事故的研究和對腐蝕機理的研究，積累腐蝕數據，找出腐蝕的規律，指導防腐工作的開展。

（四）腐蝕與防護是近代發展起來的一門科學，應綜合考慮設備的設計結構、工藝流程、操作參數、材料等級、制造工藝等多個方面，對設備腐蝕進行綜合法理，才能取得最好的經濟效益。

參考資料

[1]劉小輝，加工高含硫原油的蒸餾裝置腐蝕防護技術探討， [J]，石油化工腐蝕與防護，1997，14（4）：7～12

[2]饒興鶴，國內煉油防腐蝕技術的新進展[J]，石油化工腐蝕與防護，1999，16（4）：1～4

[3]高楠 ，中石油哈爾濱石化公司常減壓裝置停工檢修腐蝕檢查報告，2013