加工劣質(zhì)原油設(shè)備腐蝕與防護(hù)技術(shù)

1、加工劣質(zhì)原油設(shè)備腐蝕與防護(hù)技術(shù)加工劣質(zhì)原油設(shè)備腐蝕與防護(hù)技術(shù)齊魯石化公司勝利煉油技術(shù)研究所近年來(lái)，國(guó)內(nèi)煉油行業(yè)發(fā)展很快，以山東省為例，不包括國(guó)有大中型煉油廠，僅地方煉油企業(yè)，年總加工能力已經(jīng)超過(guò)兩千萬(wàn)噸。煉油企業(yè)加工能力的增加，必然會(huì)帶來(lái)原油資源和煉油技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，優(yōu)化資源、降本增效成為企業(yè)生存發(fā)展的主要手段。國(guó)有煉油廠國(guó)家原油配置指標(biāo)較為充足，煉制的原油品種較為單一。而地方煉油企業(yè)由于缺乏國(guó)家原油配置指標(biāo)，原油來(lái)源比較復(fù)雜，有時(shí)不得不煉

2、制部分劣質(zhì)原油（包括高硫、高酸、高含鹽、高含水等原油）。同時(shí)由于價(jià)格優(yōu)勢(shì)，加工劣質(zhì)原油也成為國(guó)內(nèi)煉油企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展的重要方向之一。加工劣質(zhì)原油不僅會(huì)造成生產(chǎn)工藝的波動(dòng)，還會(huì)造成設(shè)備的腐蝕，給安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致裝置停工和人身傷亡事故。如二十世紀(jì)七十年代，國(guó)內(nèi)某煉油廠焦化裝置因設(shè)備腐蝕導(dǎo)致爆炸著火，并造成人員傷亡事故，經(jīng)濟(jì)損失巨大。2001年某煉油廠加氫裝置空冷器腐蝕泄漏，造成裝置部分停工搶修，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百萬(wàn)元。因此，煉油企

3、業(yè)必須充分重視劣質(zhì)原油加工過(guò)程中的設(shè)備腐蝕問(wèn)題，加強(qiáng)腐蝕監(jiān)控和腐蝕防護(hù)，保證生產(chǎn)裝置的長(zhǎng)穩(wěn)安運(yùn)行，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。11加工劣質(zhì)原油的設(shè)備腐蝕問(wèn)題加工劣質(zhì)原油面臨的腐蝕問(wèn)題主要是由于原油中的鹽、硫、酸及水含量高所引起的，這些原油組分在加工過(guò)程中通過(guò)分解、轉(zhuǎn)化及相互作用，形成各種腐蝕環(huán)境，對(duì)設(shè)備造成腐蝕。1.1鹽含量高帶來(lái)的腐蝕問(wèn)題在原油加工過(guò)程中，原油中無(wú)機(jī)鹽水解會(huì)對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重的腐蝕。原油中的無(wú)機(jī)鹽（主要是氯化鈉、氯化鎂、氯化

4、鈣）在一定溫度下水解生成鹽酸，在常減壓蒸餾裝置塔頂循環(huán)冷凝冷卻系統(tǒng)及溫度低于露點(diǎn)溫度的部位冷凝下來(lái)，形成低溫HClH2SH2O腐蝕環(huán)境。該環(huán)境一般在氣相部位腐蝕比較輕微，而液相部位腐蝕較重，氣液相變的部位即露點(diǎn)部位腐蝕最為嚴(yán)重。在這種腐蝕環(huán)境中，HCl腐蝕為主，H2S起促進(jìn)作用，它和HCl相互促進(jìn)，形成腐蝕循環(huán)，造成設(shè)備失效。此外，鹽含量高還會(huì)造成裝置設(shè)備的結(jié)垢以及催化劑中毒等問(wèn)題。1.2硫含量高帶來(lái)的腐蝕問(wèn)題原油中硫主要以元素硫、硫化

5、氫、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩等形式存在，由于在原油加工過(guò)程中，非活性硫不斷向活性硫轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致硫的腐蝕貫穿在整個(gè)煉油過(guò)程中。通常在煉油廠，硫的腐蝕環(huán)境主要有以下幾種：a)HClH2SH2O腐蝕環(huán)境，主要發(fā)生在分餾塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)；b)H2SHCNH2O腐蝕環(huán)境，主要發(fā)生在催化裂化裝置穩(wěn)定吸收系統(tǒng)；c)RNH2（乙醇胺）H2SCO2H2O腐蝕環(huán)境，主要發(fā)生在干氣及液化氣脫硫的再生塔底部系統(tǒng)及富液管線系統(tǒng)（溫度高于90℃，壓力約0.2MPa

6、）；d)SH2SRSH高溫硫腐蝕環(huán)境（溫度在240℃以上），主要發(fā)生在蒸餾裝置常減壓塔下部及塔底管線、常壓重油和減壓渣油換熱器、催化裂化分餾塔下部、延遲焦化分餾塔下部等部位；e)H2H2S腐蝕環(huán)境，主要發(fā)生在加氫裂化和加氫精制等臨氫裝置溫度超過(guò)240℃的部位，如加氫裂化裝置反應(yīng)器、加氫脫硫裝置反應(yīng)器及催化重整裝置石腦油加氫精制反應(yīng)器；f)連多硫酸（H2SxO6）應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，主要發(fā)生在裝置停工期間的不銹鋼或高合金材料制造的設(shè)備上，例如高

7、溫高壓含氫環(huán)境下的反應(yīng)器器壁及其襯里和內(nèi)構(gòu)件、儲(chǔ)罐、換熱器、管線等，特別是加氫脫硫、加氫裂化、催化重整等系統(tǒng)的奧氏體鋼設(shè)備管線；g)高溫?zé)煔饬蛩崧饵c(diǎn)腐蝕，多發(fā)生在煉油廠加熱爐空氣預(yù)熱器和煙道以及廢熱鍋爐的省煤器和管道上。是由于加熱爐燃燒含硫瓦斯氣或燃料油生成的SO2和SO3所引起的。1.3酸含量高帶來(lái)的腐蝕問(wèn)題圖1現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)腐蝕監(jiān)測(cè)流程圖圖2腐蝕監(jiān)測(cè)控制軟件界面①pH在線檢測(cè)系統(tǒng)常減頂系統(tǒng)冷凝水的pH值是腐蝕控制的重要指標(biāo)，通常采用人工用

8、pH試紙現(xiàn)場(chǎng)放水的檢測(cè)方法，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，精確度不高。由于監(jiān)測(cè)間斷進(jìn)行，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)pH偏低的情況，造成設(shè)備腐蝕的發(fā)生。研究所2001年開(kāi)發(fā)了pH在線檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)酸度計(jì)遠(yuǎn)程采集信號(hào)，可以連續(xù)在線檢測(cè)pH值變化情況，并通過(guò)DCS系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示，這樣可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并調(diào)整注劑，最大限度地減輕常減頂系統(tǒng)的腐蝕。該系統(tǒng)流程示意圖見(jiàn)圖3。②定點(diǎn)測(cè)厚定點(diǎn)測(cè)厚技術(shù)是煉油廠運(yùn)行中設(shè)備管線腐蝕監(jiān)測(cè)的重要手段之一。該技術(shù)采用專用超聲波測(cè)厚儀，可檢測(cè)500℃以下

9、的煉油設(shè)備及管管壁厚。目前勝利煉油廠全廠定點(diǎn)測(cè)厚點(diǎn)數(shù)量已經(jīng)超過(guò)5000個(gè)，下一步要達(dá)到1到2萬(wàn)個(gè)點(diǎn)。近年來(lái)通過(guò)設(shè)備及管線定點(diǎn)測(cè)厚工作，勝利煉油廠發(fā)現(xiàn)多處腐蝕減薄嚴(yán)重的部位，包括焦化爐爐管彎頭、焦化大瓦斯線、減三線系統(tǒng)（包括減一中管線及泵入口過(guò)濾器大小頭）、高溫?fù)Q熱器管箱接管、減頂增壓器、常頂餾出線等，有關(guān)單位采取了包盒子等處理措施，有效地防止了腐蝕事故的發(fā)生。③腐蝕介質(zhì)分析為了監(jiān)控設(shè)備的腐蝕情況，勝利煉油廠還委托研究所加強(qiáng)了腐蝕介質(zhì)分析

10、，包括常減頂冷凝水分析、加氫裝置酸性水分析、脫硫裝置再生塔頂酸性水分析、常減壓側(cè)線油活性硫及總硫分析、常減壓側(cè)線油酸值（度）分析、加熱爐煙氣熱效率及露點(diǎn)腐蝕檢測(cè)等常規(guī)分析項(xiàng)目，此外還有減壓側(cè)線油鐵離子分析、催化煙氣粉塵檢測(cè)等臨時(shí)分析項(xiàng)目。通過(guò)腐蝕介質(zhì)分析可以判斷被監(jiān)測(cè)部位總的腐蝕情況，以便于及時(shí)調(diào)整工藝操作，減輕腐蝕。此外，腐蝕介質(zhì)分析還可以用于監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)工藝防腐措施的使用效果。④腐蝕產(chǎn)物分析在裝置運(yùn)行或檢修期間，由研究所負(fù)責(zé)對(duì)腐蝕設(shè)備