煉油裝置停工腐蝕檢查情況分析及建議

郝新煥

（中國石油獨山子石化分公司研究院，新疆 獨山子 833699）

0 引言

煉化裝置長周期安全運行是企業發展的關鍵，特別是近幾年，隨著石油資源的深度開采以及進口高硫、高酸、高氯原油的不斷增加，原油劣質化趨勢日趨明顯，設備腐蝕問題突出，影響裝置安穩長運行。為了了解煉化裝置的腐蝕情況，及時采取有效措施，避免腐蝕事故的發生，保證裝置安穩長運行，除了正常生產中的腐蝕監檢測，還要在裝置停工期間進行全面的腐蝕檢查工作，全面了解裝置設備的腐蝕環境和腐蝕狀況，及時處理腐蝕嚴重或存在安全隱患的設備和管線；同時有針對性地采取防護措施，加強科學管理，降低裝置腐蝕風險，保障裝置的長周期安全運行。

1 煉油裝置整體情況

2019年，某石化公司對煉油裝置進行腐蝕檢查，涉及蒸餾裝置、焦化裝置、200萬蠟油加氫裝置、300萬直柴加氫裝置、80萬催焦柴加氫裝置、制氫裝置、硫磺回收裝置、酸性水汽提裝置、溶劑再生裝置、催化裝置、氣分裝置、重整加氫裂化裝置、80萬汽油加氫裝置、50萬重整裝置、38萬噸芳烴裝置、干氣脫硫裝置、氣柜裝置共17套裝置。其中15套裝置共發現問題84項，兩套裝置問題為0。從統計數據（如圖1所示）可以看出，問題由多到少依次為：催化14起，占總數的16.7%；焦化12起，占總數的14.3%；重整10起，占總數的11.9%；蒸餾8起，占總數的9.5%；酸性水汽提7起，占總數的8.3%；溶劑再生7起，占總數的8.3%；芳烴5起，占總數的6.0%；干氣脫硫4起，占總數的4.8%；200萬蠟油加氫4起，占總數的4.8%；300萬直柴加氫加氫4起，占總數的4.8%；氣分3起，占總數的3.6%；80萬汽油加氫3起，占總數的3.6%；其余的為0。

圖1 煉油裝置停工腐蝕檢查問題分布

腐蝕問題較多的裝置是催化、焦化、重整、蒸餾、酸性水汽提和溶劑再生裝置。

2 腐蝕設備類型情況

此次腐蝕檢查主要對裝置重點腐蝕部位的兩器、塔、容器、換熱器、管線、小接管進行腐蝕檢查。

對腐蝕檢查發現問題所屬設備情況統計，從圖2可以看出問題分布情況：換熱器（43臺，占51%）、管線（18條，占22%）、塔（15座，占18%）、兩器（2臺，占2%）、容器（2臺，占2%）、小接管（4條，占5%）。

圖2 煉油裝置停工腐蝕檢查問題設備分布腐蝕設備類型分布情況

對發現問題較多的換熱器、管線、塔的分布情況進行統計，從圖3可以看出：

圖3 煉油裝置停工腐蝕檢查問題設備具體分布

問題換熱器共43臺，發現問題最多的裝置是焦化，8臺，占換熱器問題總數的18.6%；其次是蒸餾、溶劑再生各6臺，各占總數的14%；催化、酸性水汽提5臺，各占總數的11.6%；50萬重整4臺，占總數的9.3%；300萬加氫3臺，占總數的7.0%；干氣脫硫2臺，占總數的4.7%；氣分、80萬柴油加氫、蠟油加氫、8萬方制氫各1臺，各占總數的2.3%。

問題管線共18條，最多的裝置是催化，5條，占管線問題總數的27.8%；其次是80萬汽油加氫3條，占總數的16.7%；焦化、酸性水汽提各2條，各占總數的13.3%；50萬重整、氣分、蠟油加氫、300萬加氫、干氣脫硫、溶劑再生各1條各占總數的5.6%。

有問題的塔共15座，最多的裝置是芳烴，5座，占煉油廠塔問題總數的33.3%；其次是蒸餾、焦化、催化、50萬重整各2座，各占13.3%；蠟油加氫、干氣脫硫各1臺，占6.7%。

有問題的兩器共2臺，都在催化裝置。

小接管共4條，重整裝置2條， 蠟油加氫裝置和干氣脫硫裝置各1條。

3 腐蝕問題原因情況

對腐蝕檢查發現的84個問題，從腐蝕原因進行統計分析，結果如圖4所示。

圖4 腐蝕問題原因統計

圖5 腐蝕問題原因分布

從腐蝕原因來看，煉油裝置腐蝕原因最多的為低溫硫腐蝕36起，占總數的33%；其次是沖刷腐蝕22起，占總數的20%；高溫硫腐蝕9起，占總數的8%；濕硫化氫腐蝕為6起，占總數的5%；銨鹽垢下腐蝕和機械損傷為各5起，占總數的5%；應力腐蝕開裂和環烷酸腐蝕各為4起，各占總數的4%；循環水腐蝕和二氧化碳腐蝕各3起，各占總數的3%；保溫層下腐蝕為2起，占總數的2%；其它為9起，各占總數的8%。

3.1 從腐蝕原因分布情況來看

低溫腐蝕主要發生在催化和溶劑油再生各7起；其次焦化5起；酸性水汽提4起；50萬重整3起。

沖刷腐蝕主要發生在50萬重整4起；催化和80萬汽油加氫各3起；焦化、芳烴、酸性水汽提和溶劑油再生各2起。

高溫硫腐蝕主要發生在蒸餾5起；焦化2起；催化和蠟油加氫各1起。

濕硫化氫腐蝕主要發生在焦化和80萬汽油加氫各2起；20萬重整和干氣脫硫各1起。

銨鹽垢下腐蝕主要發生在300萬加氫和50萬重整各2起；蒸餾1起。

應力腐蝕開裂主要發生在芳烴和50萬重整各2起。

循環水腐蝕主要發生在80萬柴油加氫和50萬重整各1起。

二氧化碳腐蝕主要發生在焦化2起；8萬方制氫1起。

保溫層下腐蝕主要發生在催化和氣分各1起。

3.2 腐蝕問題分析

3.2.1 催化裝置

催化裝置腐蝕問題主要是低溫硫腐蝕，發現7起，發生在換熱器4起，液化氣和貧液管線3起；其次沖刷腐蝕3起，發生在液化氣和貧液管線；高溫硫腐蝕1起，發生在回流線；保溫層下腐蝕1起，發生在原料油輸送線。從腐蝕檢查情況來看，裝置腐蝕主要表現為反再系統催化劑引起的磨蝕及高溫導致襯里失效開裂；分餾塔頂換熱器管束腐蝕，腐蝕機理為H2S+HCl+H2O[1-5]腐蝕環境與垢下腐蝕共同作用的結果；管線腐蝕主要在吸收解吸塔頂餾出線腐蝕減薄，腐蝕機理為H2S+HCN+H2O；循環水存在一定的結垢傾向。

建議裝置加強原料油氯含量的監測，判斷分餾塔積鹽情況；控制塔頂內部操作溫度高于水露點溫14～28℃[3]，控制分餾塔塔頂回流，避免塔內因塔頂回流形成液相水腐蝕環境；分餾塔頂揮發線可根據實際情況加注緩蝕劑[1-5]，減輕裝置的腐蝕；建議對水穩劑的阻垢性能予以評價，同時監測高溫水冷器的循環水出口溫度和循環水流速，防止溫度過高或者流速過低加速循環水結垢。

3.2.2 焦化裝置

焦化裝置發現的腐蝕主要是低溫硫腐蝕，發現5起，發生在分餾塔塔頂后冷器；其次高溫硫腐蝕2起，發生在蒸汽發生器；濕硫化氫腐蝕2起，發生在穩定塔后冷器的殼體；溶解氧、CO2、鹽類等腐蝕2起，發生在穩定塔后冷器的殼體；沖刷腐蝕2起，發生在管線彎頭處。從腐蝕檢查情況來看，腐蝕主要表現在分餾塔頂后冷器及穩定塔頂后冷器管束的低溫H2S+HCl+H2O[6]腐蝕和循環水腐蝕；管線問題主要集中在空冷器進出口彎頭的沖刷腐蝕。

建議裝置根據原油硫、酸值的情況，做好材質腐蝕適應性評價；關注分餾塔的操作條件，保證溫度與壓力匹配，確保硫化氫、氯化氫、水分基本上都能以氣相從塔頂溢出；同時注意分餾塔頂換熱器要有足夠的換熱面積，確保油氣全部冷凝成液體；循環水腐蝕（和結垢）要加強換熱器的合理選擇、運行和冷卻水系統的化學處理的管理。

3.2.3 重整裝置

重整裝置發現的腐蝕主要是沖刷腐蝕4起；其次低溫硫腐蝕，發現3起，發生在穩定塔底回流罐、干氣線、液面計下接管；應力腐蝕開裂2起；銨鹽垢下腐蝕2起；濕硫化氫腐蝕1起；循環水腐蝕1起；焊接1起。腐蝕主要表現為穩定塔塔頂封頭和塔壁的均勻腐蝕+坑蝕，銨鹽結晶引起的垢下腐蝕以及循環水垢下腐蝕。

建議裝置加強原料的硫、氮、氯含量監測，減少預加氫系統結鹽風險；可通過注水控制預加氫反應器后干態結鹽問題；可根據實際情況選擇在預加氫汽提塔塔頂揮發線進空冷之前，連續注入緩蝕劑、水，降低介質的腐蝕。

3.2.4 蒸餾裝置

蒸餾裝置發現的腐蝕主要是高溫硫腐蝕，發現5起，發生在原油、初底油與常壓和減壓系統介質換熱的換熱器；其次環烷酸腐蝕，發現問題4起，發生在原油、初底油與常壓、減壓系統介質換熱的換熱器和減壓塔；低溫硫腐蝕2起，發生在常壓塔塔頂和初頂油氣冷卻器；銨鹽垢下腐蝕[7,8]1起，發生在常壓塔塔頂。從腐蝕檢查情況來看，蒸餾裝置整體腐蝕較輕，腐蝕主要表現在低溫冷凝冷卻系統，其中以“常壓塔頂”及其冷凝冷卻系統最為嚴重。常減壓塔高溫部位的雖然存在一定數量問題，但整體不嚴重。這是由于關鍵部位選材合理，加上原油硫含量、酸值相對較低，所以常減壓加熱爐、常壓塔、減壓塔以及其高溫側線的高溫硫、環烷酸腐蝕程度相對輕得多。換熱器腐蝕問題數量較多，這與常減壓裝置的特點有關（換熱器數量基數大）。

蒸餾裝置的腐蝕的根本原因是由加工的原油性質決定的，因此要做好原油的摻煉；低溫部位要繼續做好“一脫三注”[8]；高溫部位要做好材質升級[9]，要考慮同步升級，即材質要連續，防止電偶腐蝕和異種金屬焊縫開裂。

3.2.5 酸性水汽提裝置

酸性水汽提裝置發現的腐蝕主要是低溫硫腐蝕，發現4起，發生在汽提塔底重沸器2起和原料水-凈化水換熱器2起；沖刷腐蝕2起，發生在原料水-凈化水換熱器和凝結水管線。從腐蝕檢查情況來看，腐蝕主要表現為水冷器的結垢及垢下腐蝕、容器整體腐蝕輕微，主要在燃料氣分液罐內破沫網；管線問題為低分氣管線腐蝕減薄。

在日常管理中，要加強脫丁烷塔頂及冷凝冷卻系統腐蝕監測和低分氣管線腐蝕減薄測厚；注意控制脫NH3汽提塔塔頂溫度應防止氣體冷凝物腐蝕和NH4HS堵塞；酸性水-凈化水換熱器前，H2S汽提塔頂揮發線汽提塔出口注緩蝕劑；為防止塔頂冷凝器的堵塞和腐蝕，可采取間斷注水或用蒸汽加熱措施；同時加強循環水系統的管理。

3.2.6 溶劑油再生裝置

溶劑油再生裝置發現的腐蝕主要是低溫硫腐蝕，發現7起，發生在再生塔底再沸器、再生塔頂后冷器和閃蒸后貧富液換熱器；沖刷腐蝕2起，發生在再生塔底再沸器；循環水腐蝕1起，發生在閃蒸后貧富液換熱。從腐蝕檢查情況來看，腐蝕主要表現為胺液再生塔和富胺液換熱器腐蝕。

裝置應加強原料分析，全面了解腐蝕性介質的情況；嚴格控制系統中的氧含量，定期置換溶劑，控制溶劑中熱穩態鹽的產生；對于貧富胺液換熱器可考慮采用304不銹鋼管束。

4 建議

（1）加強原料腐蝕性介質監測。繼續做好原料油及各餾分的成分、腐蝕性介質的分析，根據監測情況及時調整原料摻煉比、工藝操作及相關防腐措施，從源頭上降低裝置的腐蝕風險；

（2）加強腐蝕監檢測，尤其對腐蝕狀態進行實時監測。通過在線監測、定點測厚、采樣分析等手段，掌握主要設備的腐蝕動態狀況以及裝置關鍵部位，提高設備維護的主動性、有效性，提高設備管理水平，避免過多非計劃性停工現象，將腐蝕降到最低；

（3）煉油裝置腐蝕設備最多的為換熱器，應對換熱設備進行重點關注，合理采用工藝和材質防腐手段，加強循環水運行管理，合理選用水處理配方，控制冷卻水流速。應當對影響換熱器腐蝕和結垢的工藝參數進行監控，包括冷卻水的pH值、氧含量、生物殺滅劑存留量、生物活性、冷卻水出口溫度、烴雜質和工藝介質泄漏量；

（4）加強數據分析管理。建立統一的腐蝕管理平臺，將設備的基本情況、檢修更換情況、工藝防腐措施及效果、裝置腐蝕監檢測數據、防腐報告、腐蝕案例等錄入，定期進行統計分析，以便于管理部門和裝置技術人員及時掌握設備腐蝕情況，以采取有效措施預防腐蝕事故的發生。