常減壓裝置低溫部位的防腐措施

劉曉春 馬赟（蘭州石化公司煉油廠，甘肅 蘭州 730060）

1 裝置低溫部位的腐蝕和腐蝕案例

1.1 裝置低溫部位腐蝕機(jī)理和低溫部位的腐蝕問(wèn)題

常減壓裝置的低溫部位的腐蝕主要有：三塔頂（初餾塔、常壓塔、減壓塔頂）冷凝冷卻系統(tǒng)中的HCl+H2S+H2O的腐蝕。此類低溫腐蝕的部位主要包括三塔塔頂?shù)膿Q熱器、空冷器、水冷器及其管線，系統(tǒng)中處于相變部位（露點(diǎn)）的換熱器或空冷器的入口部位腐蝕較為嚴(yán)重。

腐蝕介質(zhì)的主要來(lái)源于原油中存在的硫以及有機(jī)硫化物，在操作條件下分解生成的H2S等低分子的活性硫，與原油加工過(guò)程中生成的腐蝕性介質(zhì)（如HCl等）和人為加入的腐蝕性介質(zhì)（如水等）共同形成腐蝕性環(huán)境，在裝置的低溫部位（特別是氣相變液相的相變部位）造成嚴(yán)重的腐蝕。

1.2 典型腐蝕問(wèn)題舉例

500 萬(wàn)噸/年常減壓裝置，常壓塔頂空冷出口線集合管下部，突然發(fā)生泄漏，裝置緊急停工。分析原因：空冷器油氣線沒(méi)有做合理分配，造成空冷偏流。原油性質(zhì)的影響，主要是含鹽（氯鹽）和含硫量增大或大幅度波動(dòng)會(huì)造成塔頂?shù)蜏夭课幌到y(tǒng)腐蝕加劇。空冷以及集合管內(nèi)的垢下腐蝕。

2 防腐應(yīng)對(duì)措施

2.1 進(jìn)裝置原料的監(jiān)控

按照防腐的要求，進(jìn)入常減壓裝置原油中的酸值和硫含量應(yīng)做到適時(shí)監(jiān)控，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，遵循的原則有：進(jìn)來(lái)的原油應(yīng)該按地域和性質(zhì)分別貯存，如果原油分析中的硫含量和酸值不符合裝置的設(shè)計(jì)要求時(shí)，可以進(jìn)行混合或摻煉，而且必須混合均勻；進(jìn)裝置前，原油需要進(jìn)行一定的分析（酸值、硫、鹽、水分等含量），樣品除了原油罐內(nèi)的外，進(jìn)入電脫鹽罐前也必須采樣分析。監(jiān)測(cè)分析數(shù)據(jù)，調(diào)整操作確保電脫鹽系統(tǒng)的有效運(yùn)行；當(dāng)裝置需要加工原油的酸值和硫含量超過(guò)裝置設(shè)計(jì)值時(shí)，必須組織有關(guān)部門進(jìn)行裝置的腐蝕適應(yīng)性評(píng)估和RBI分析，根據(jù)評(píng)價(jià)和報(bào)告有針對(duì)性的采取相應(yīng)的措施。

2.2 選材的原則

三塔頂?shù)蜏叵到y(tǒng)的設(shè)備、管線材質(zhì)以碳鋼為主，主要以工藝防腐措施來(lái)抑制腐蝕，若設(shè)備仍然腐蝕加重，可考慮使用雙相鋼、鈦材和Monel等高等級(jí)材料，但整改系統(tǒng)需要整體升級(jí)，避免薄弱點(diǎn)，還應(yīng)注意不同金屬間的電偶腐蝕。也可以在空冷入口做高材質(zhì)護(hù)管或使用內(nèi)防腐涂層。

2.3 工藝防腐措施

2.3.1 電脫鹽

常減壓的電脫鹽系統(tǒng)是原油加工的第一道工序，通過(guò)此工序可以從原油中脫除鹽、水和其它雜質(zhì)、腐蝕介質(zhì)。從而保后續(xù)系統(tǒng)或裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行。

2.3.2 電脫鹽注破乳劑

破乳劑是一種高分子量的非離子型表面活性劑，通過(guò)注入電脫鹽入口原油中，進(jìn)入電脫鹽罐，破壞罐內(nèi)的油水乳化狀態(tài)，促進(jìn)油和水的分離。

2.3.3 塔頂?shù)蜏叵到y(tǒng)的腐蝕控制工藝

塔頂注入中和緩蝕劑，一方面中和塔頂?shù)母g性酸液，另一方面能吸附在金屬的內(nèi)表面，形成一層疏水性的保護(hù)膜，阻止腐蝕介質(zhì)、金屬和水的接觸，從而達(dá)到減緩腐蝕的目的。

按照目前裝置所用的中和緩蝕劑，控制塔頂冷凝水中pH值在7-8.5之間，鐵離子按照指標(biāo)控制在3mg/L以下。

2.3.4 塔頂?shù)淖⑺?/p>

常減壓裝置的三塔頂?shù)淖⑺_(dá)到以下目的：可以影響和改變介質(zhì)初凝的區(qū)域；有沖刷作用，減少氨鹽的結(jié)垢，防止出現(xiàn)垢下的腐蝕；起到稀釋冷凝水的作用，降低酸液濃度。

常減壓塔頂揮發(fā)線注水的性質(zhì)，可以根據(jù)原料和工藝流程的特點(diǎn)，調(diào)整注入點(diǎn)和量，注水量一般控制在5-7%。另外，必須關(guān)注注水中的的腐蝕介質(zhì)、鹽類的含量，防止加重腐蝕或堵塞管路。

2.3.5 常減壓裝置在工藝防腐措施中還需注意以下事項(xiàng)

2.3.5.1 原油酸值升高時(shí)會(huì)影響破乳劑性能，油水分離難度增大，造成電脫鹽后的原油含鹽含水量增大，從而使到達(dá)三塔頂?shù)慕橘|(zhì)中腐蝕介質(zhì)HCl的濃度增大，加重腐蝕；原油中硫的含量的升高對(duì)電脫鹽的影響不大，但會(huì)增加三塔頂介質(zhì)中H2S的濃度，對(duì)于HCL的腐蝕起到促進(jìn)作用。

2.3.5.2 注意工藝偏流現(xiàn)象，防止工藝原因造成的注劑、注水不均勻，從而出現(xiàn)局部腐蝕嚴(yán)重。

2.3.5.3 對(duì)于塔頂?shù)淖⑺?，必須要注意注水點(diǎn)的管線入口的結(jié)構(gòu)和注入的水與介質(zhì)的混合狀態(tài)，應(yīng)該盡量混合均勻，防止介質(zhì)在局部出現(xiàn)露點(diǎn)，造成露點(diǎn)腐蝕。

2.3.5.4 三塔頂?shù)蜏叵到y(tǒng)的冷凝水的pH值、腐蝕速率盡量做到在線監(jiān)控，而鐵離子離線分析。在現(xiàn)場(chǎng)崗位防腐操作中，應(yīng)根據(jù)原油性質(zhì)、上一點(diǎn)的分析數(shù)據(jù)和冷凝水的pH值及時(shí)調(diào)整中和緩蝕劑的注入量，確保藥劑的有效性。

2.3.5.5 三塔頂空冷器入口或內(nèi)壁建議做防腐涂層，用于抑制或減緩初凝區(qū)的腐蝕。

2.3.5.6 盡量在三塔頂空冷器入口前管線安裝溫度計(jì)或熱電偶，以便掌握初凝區(qū)的位置，若初凝區(qū)發(fā)生移動(dòng)造成腐蝕加重，及時(shí)調(diào)整注水量，減緩空冷器的腐蝕。

2.4 腐蝕的監(jiān)、檢測(cè)

常減壓裝置的腐蝕監(jiān)、檢測(cè)主要包括定點(diǎn)測(cè)厚、在線的腐蝕探針、腐蝕掛片和化學(xué)分析等。

2.4.1 定點(diǎn)測(cè)厚的部位

三塔頂?shù)蜏叵到y(tǒng)：空冷器管束、冷卻器的殼體及出入口短節(jié)，塔頂出口揮發(fā)線及回流線。

2.4.2 腐蝕探針部位

三塔頂?shù)蜏叵到y(tǒng)：在空冷器或冷卻器的進(jìn)出口的管線上安裝電阻或電感探針；在回流罐冷凝水的出口管線上安裝pH在線檢測(cè)探針。

2.4.3 腐蝕掛片部位及材質(zhì)

一般適用于塔、容器內(nèi)，并且多用在高溫部位。

2.4.4 化學(xué)分析

2.4.4.1 原油電脫鹽前后：電脫鹽前、后原油的含鹽、含水量、含硫量、酸值等。

2.4.4.2 三塔頂冷凝水中：pH值、Cl-、Fe2+、H2S含量、氨氮等。