常減壓裝置常頂腐蝕分析及防護措施

摘 要：文章主要介紹天津石化公司常減壓裝置在加工原油劣質化過程中所遇到的塔頂低溫部位腐蝕問題，并依據塔頂系統的腐蝕的機理進行分析，以“一脫三注”工藝防腐為基礎提出改進、防護措施，改進后取得了一定效果。

關鍵詞：常減壓；腐蝕；措施；工藝；防腐

一、原油加工情況及腐蝕原理和“一脫三注”的概述

天津石化公司常減壓裝置年加工能力2.5Mt/a，目前同時加工原油品種較多，主要包括了沙輕、沙中、沙重、伊輕、伊重、福蒂斯、卡斯蒂利亞、科威特等十余種。這些油種采取摻煉、混煉形式，含硫量均較高，所加工的原油硫含量數據總結如表1。

從上表可以看出，原油硫含量平均值在升高。在原油加工過程中，NaCL、MgCL2等無機鹽會在120℃開始水解生成HCl，對設備有強烈的腐蝕作用，同時塔頂低溫部位有H2S存在，H2S與Fe反應生成FeS保護膜，HCl與FeS發生反應，破壞保護膜并生成H2S。H2S、HCl與Fe的交互反應，導致腐蝕進一步加劇進行。

常減壓裝置通常采用“一脫三注”的防腐工藝。“一脫”即原油通過電脫鹽罐，脫掉水和無機鹽，降低設備腐蝕，“三注”是在塔頂揮發線上注入氨、緩蝕劑和水，防止HCl+H2S+H2O型腐蝕。

二、加工高硫原油遇到的防腐問題

常減壓裝置目前加工的油種存在硫含量高，混煉比例不一，性質不穩定以及乳化嚴重等特性，這些變化使得常減壓裝置“一脫三注”的設施和防腐工藝顯現出落后，繼而帶來操作上的各項問題：（1）在摻煉污油和卡斯蒂利亞時，原油脫后含鹽指標出現超標，乳化層過厚，導致電脫鹽電流升高，甚至會導致電脫鹽罐跳閘。（2）常減壓采用無機氨工藝，無機氨易揮發、不穩定，不能快速溶于水中與酸發生中和作用，防腐效果差；無機氨易生成銨鹽，產生垢下腐蝕。（3）塔頂三注的注入口為接管形式，既造成了三劑浪費，又降低了防腐效果。（4）常頂換熱器入口管線采用1分4的形式，物流分配存在偏流現象，從而導致常頂設備及管道局部流速過快，造成沖刷腐蝕嚴重。

以上問題，影響了“一脫三注”的操作，最終造成了“脫后含鹽”、“pH值”、“Fe2+含量”以及“腐蝕率”等指標的失控。

三、防腐技改實施措施

（一）增設有機胺中和劑注入系統。在塔頂增注有機胺，有機胺為長鏈烴類胺基化合物，熱穩定性好，易溶于水，在露點區能與HCl一起冷凝，使冷凝區不出現強酸性區域，避免初凝區的酸性腐蝕。

（二）改變“三注”的噴頭型式。常減壓塔頂“三注”的噴頭形式原來為直接接入的一個管接，注劑從管接流出后，不能迅速有效的與塔頂餾出物溶合，起到快速中和的作用。針對這一問題，將“三注”的注入器做了改變，增加了順流噴嘴使其快速有效的與塔頂餾出物溶合，進而起到很好的防腐效果。

（三）增加電脫鹽罐反沖洗設備及運行電流DCS監視。針對電脫鹽反沖洗原來存在的沖洗操作需占用注水流程的問題，增加了電脫鹽反沖洗專門設備，改造后，現水沖洗操作已不影響正常注水操作，水沖洗流量由原20噸/小時提高到40噸/小時，沖洗效果提高。增加電脫鹽運行電流DCS畫面監測后能夠連續監視其運行工況，及時發現并處理電流異常升高等情況，保障了電脫鹽運行的平穩。

（四）常頂換熱器入口前分配管的改造。原常頂換熱器入口的分配管形式為一分四，四臺換熱器出口集合管引出點在封頭端，這種分配形式易導致液體出現偏流，出現局部腐蝕加劇，換熱效果不理想等問題。利用檢修機會將常減壓裝置常頂換熱器入口的分配管形式改為“一分二，二分四”的形式，并將四臺換熱器出口集合管引出點改在中間，杜絕了介質偏流的現象。

（五）更換初、常、減塔頂新型注水流量計。初餾塔、常壓塔、減壓塔增加四臺新型注水流量計，從而可以根據塔頂餾出量，以及含硫量的高低，來準確的調整注水量。并將常頂注水流量準確控制到塔頂餾出物的7%以上，現注水流量達到2.2噸/小時。

（六）增加在線腐蝕監測及pH值監測。針對原油含硫量增加所導致的塔頂輕油部位腐蝕加劇的問題，常減壓裝置增加了在線腐蝕監測系統，利用在線腐蝕監測系統可以及時的發現設備管線腐蝕狀況，計算腐蝕速率；與此同時，還增加了在線pH值監測，根據監測數值，調準“三注”量，保持pH值的穩定，減弱腐蝕作用。

四、實施效果

（一）常頂換熱器四路流量分配均勻。改造后常頂換熱器四路流量分布更趨于均勻，在總流量49噸/小時的情況下，四路分支流量最大偏差小于1噸/小時，原物料偏流現象明顯好轉，避免了物料偏流對設備管線造成的沖刷減薄。

（二）常頂切水pH值更加穩定。對比改造前后常頂切水PH：在單注氨水時塔頂PH均值在8.5左右，且pH值控制不平穩，波動范圍較大，最大差值為3。當塔頂改注有機胺后均值為7.5，最在大差值為1，確保塔頂pH值控制平穩。

（三）常頂腐蝕速率控制平穩。常頂注水量2.2噸/小時，注緩蝕劑量15PPm，有機胺量15PPm。常頂切水鐵離子均值在1.2mg/l左右，均在指標范圍之類，說明防腐效果較為理想。

塔頂腐蝕探針監控速率：E2-101/1入口腐蝕速度均值為0.0232mm/a。E2-101/1出口腐蝕速度均值為0.0107mm/a，均小于0.25mm/a的指標要求。①對比E1-101/1，2入口、出口的腐蝕率，發現入口腐蝕率略高于出口，說明所注的有機胺充分發揮了中和的功效；②探針所測得的腐蝕率雖然略有波動，但是整體呈現平穩趨勢，說明注有機胺既起到了無機氨的中和作用，又起到了穩定的效果。

通過觀察腐蝕率、脫鹽結果和Fe2+含量可以看出，“一脫”和“三注”目前達到了較好的效果，也說明了2#常減壓裝置對防腐所做的技改措施取得一定成效。

五、結語

有效的防腐措施，可保證了設備所受腐蝕在可控范圍內，增加了設備運行的可靠性，進而為安全平穩運行，降低成本，增加經濟效益，延長運行周期，減少停工次數和停工時間等提供了必要的保障。

參考文獻

[1] 林彩虹，潘軍.加工高硫原油設備的腐蝕和防護[J].石化技術與應用，2004（22）：6.

作者簡介：劉雙民（1970.09- ），男，河北黃驊人，中石化天津分公司煉油部，本科，研究方向：煉油化工技術質量管理。