工程風(fēng)采
Engineering Style
不同原油對(duì)常減壓蒸餾裝置的腐蝕及防護(hù)措施
發(fā)布時(shí)間:
2015-06-16
（中國(guó)石油化工股份有限公司北京燕山分公司，北京102500）
摘要：文章對(duì)常減壓蒸餾裝置加工高含硫含酸原油過(guò)程中存在的腐蝕問(wèn)題以及加工劣質(zhì)化原油現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并對(duì)其現(xiàn)行的一系列防止設(shè)備腐蝕的有效措施進(jìn)行了概述。針對(duì)該裝置所加工原油性質(zhì)，提出了一系列防范措施：定期進(jìn)行原油腐蝕性能評(píng)定；原油電脫鹽工藝防腐蝕（脫鹽后鹽的質(zhì)量濃度小于3mg/L）；“三頂”工藝防腐蝕；加強(qiáng)腐蝕在線監(jiān)測(cè)；現(xiàn)有設(shè)備及管道材質(zhì)升級(jí)等措施。通過(guò)這一系列措施的實(shí)施，常減壓蒸餾裝置每年發(fā)現(xiàn)并處理隱患約16處，提高了裝置運(yùn)行的安全系數(shù)，減緩了設(shè)備的腐蝕，實(shí)現(xiàn)了裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行。并提出了目前存在的不足及后續(xù)改進(jìn)建議。
中國(guó)石油化工股份有限公司北京燕山分公司煉油廠某常減壓蒸餾裝置原設(shè)計(jì)加工能力為2.5Mt/a大慶原油，隨著原油資源的不斷減少，裝置開始摻煉各種劣質(zhì)進(jìn)口原油，同時(shí)大慶原油中也摻進(jìn)約40%冀東原油，導(dǎo)致原油酸值、硫含量不斷升高，設(shè)備腐蝕情況日益加重，為裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行帶來(lái)隱患。文章針對(duì)該裝置所加工原油性質(zhì)，提出一系列的防范措施。
1 主要防腐蝕措施
1.1 定期進(jìn)行原油腐蝕性能評(píng)定
各種原油性質(zhì)分析數(shù)據(jù)匯。
在加工含硫進(jìn)口原油的過(guò)程中，對(duì)原油的腐蝕性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)是十分必要的。了解和掌握各類活性硫在原油各餾分中的分布情況，可為設(shè)備、管道合理選材和工藝、設(shè)備防腐蝕綜合方案的制訂提供依據(jù)。根據(jù)原油腐蝕評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，對(duì)可能發(fā)生的腐蝕類型、腐蝕程度及其分布情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而為腐蝕監(jiān)測(cè)方案的制訂和進(jìn)行腐蝕問(wèn)題分析診斷打下基礎(chǔ)。
1.2原油電脫鹽工藝防腐蝕
電脫鹽后鹽含量高是造成“三頂”腐蝕的主要原因，保證脫鹽后鹽的質(zhì)量濃度小于3mg/L的控制指標(biāo)是減緩三頂腐蝕的根本，因而建議優(yōu)化電脫鹽操作，提高脫鹽達(dá)標(biāo)率，從根本上控制三頂腐蝕。
1.3“三頂”工藝防腐蝕
在確保電脫鹽效果的前提下，常減壓裝置三頂注水、注中和劑和注緩蝕劑是抑制塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)腐蝕的重要手段，由于塔頂冷凝水中存在大量的氯離子，易引起奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開裂，塔頂選材以碳鋼為主，因而工藝防腐蝕措施顯得異常重要。
2 加強(qiáng)腐蝕在線監(jiān)測(cè)
腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是針對(duì)原油中的腐蝕介質(zhì)對(duì)石油煉制裝置腐蝕情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并通過(guò)數(shù)據(jù)分析，從而對(duì)裝置中的腐蝕狀況有所了解，進(jìn)而做出可靠的判斷，采取有效的防腐蝕措施并制定出正確的防腐蝕策略，達(dá)到指導(dǎo)生產(chǎn)的要求。
3 材質(zhì)升級(jí)
提高材質(zhì)的耐腐蝕程度等級(jí)是保證裝置長(zhǎng)周期安穩(wěn)運(yùn)行的有效手段，常減壓蒸餾裝置原設(shè)計(jì)原料和現(xiàn)在差別太大，原來(lái)的材質(zhì)等級(jí)、材料質(zhì)量偏低，有些材料品種現(xiàn)在已經(jīng)淘汰，并且現(xiàn)在裝置的運(yùn)行周期延長(zhǎng)也使裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行增加了難度，所以根據(jù)具體情況在條件允許的情況下需要進(jìn)行材質(zhì)升級(jí)。2007年裝置檢修將部分減薄嚴(yán)重的管線進(jìn)行了材質(zhì)升級(jí)，從在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一些數(shù)據(jù)顯示耐腐蝕情況明顯好于原碳鋼材質(zhì)。
3.1設(shè)備選材的一般規(guī)定
選用設(shè)備和管道材料應(yīng)以裝置正常操作條件下原油（料）中的含硫量和酸值為依據(jù)，并充分考慮最苛刻條件下可能達(dá)到的最大含硫量對(duì)設(shè)備和管道造成的腐蝕。還應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的工況、流速以及是否處于相變部位等因素，對(duì)一些部位從材料選擇到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行特殊處理。如：加大流通面積以降低流速、適當(dāng)增加壁厚、增設(shè)擋板以及局部材料升級(jí)等，以防止局部產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。對(duì)于介質(zhì)為低壓、低溫的酸性水的管道，可考慮選用復(fù)合材料（如碳鋼內(nèi)襯塑料等）。
3.2現(xiàn)有設(shè)備及管道材質(zhì)升級(jí)狀況
利用2007年檢修機(jī)會(huì)，對(duì)設(shè)備防腐蝕工作做了重點(diǎn)處理，裝置內(nèi)的主要容器進(jìn)行內(nèi)部噴鋁防護(hù)；關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行材質(zhì)升級(jí)：減頂抽真空系統(tǒng)中的冷凝器管束材質(zhì)全部升級(jí)為09Cr2AlMoRe、渣油換熱器管束材質(zhì)升級(jí)為09Cr2AlMoRe、減底泵填料套由碳鋼材質(zhì)升級(jí)為Cr5Mo、軸套外表面做碳化鎢處理；同時(shí)按照SH/T3129-2002《加工高硫原油重點(diǎn)裝置主要管道設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則》對(duì)裝置內(nèi)重要的高溫管線進(jìn)行了材質(zhì)升級(jí)：如渣油線從兩路控制閥后至渣油換熱器入口管線材質(zhì)由20號(hào)升級(jí)為Cr5Mo；減四線從減壓塔餾出口至控制閥管線材質(zhì)由20號(hào)升級(jí)為Cr5Mo。
4 存在的不足及后續(xù)改進(jìn)建議
通過(guò)對(duì)工藝管道、主要設(shè)備的在線定點(diǎn)測(cè)厚和材質(zhì)升級(jí)，提高了裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行的能力。但目前裝置還存在一些問(wèn)題：
（1）高溫管道材質(zhì)升級(jí)因費(fèi)用限制無(wú)法到位；（2）高溫泵、換熱器等設(shè)備按SH/T3096-2001《加工高硫原油重點(diǎn)裝置主要設(shè)備設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則》已無(wú)法滿足要求，應(yīng)進(jìn)行材質(zhì)升級(jí)；（3）原油評(píng)價(jià)分析數(shù)據(jù)不完整，影響裝置的實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)。例如電脫鹽換熱系統(tǒng)冷卻器為電脫鹽罐脫鹽水與循環(huán)水換熱器，由于脫鹽水中含有大量氯化鈣和氯化鎂等鹽類，該鹽水解后可形成酸，容易引起設(shè)備腐蝕。通過(guò)2007年檢修，該冷卻器管束堵管23根，極大地降低了換熱效果，存在安全隱患。
5 結(jié)論
常減壓蒸餾裝置加工外油品后質(zhì)量將進(jìn)一步劣化，裝置設(shè)備的腐蝕問(wèn)題也日益嚴(yán)峻，作為主要防腐蝕手段的工藝防護(hù)、在線監(jiān)測(cè)和材質(zhì)升級(jí)等方面將如何實(shí)施的更好、更合理、更經(jīng)濟(jì)有效還有大量的工作要做。工藝防腐蝕是流程防腐蝕的起點(diǎn)，決定了后續(xù)防腐蝕效果的高低，為確保裝置安穩(wěn)運(yùn)行，應(yīng)嚴(yán)格控制硫含量，酸含量不超過(guò)設(shè)計(jì)指標(biāo)。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是解決腐蝕問(wèn)題必不可少的技術(shù)手段。對(duì)高、低溫部位的設(shè)備及管線做好在線監(jiān)測(cè)工作，并加強(qiáng)對(duì)定點(diǎn)、高溫測(cè)厚數(shù)據(jù)的分析整理、評(píng)定，對(duì)設(shè)備管線安排合理的材質(zhì)升級(jí)，是解決腐蝕隱患的最有效手段。對(duì)目前無(wú)法升級(jí)的設(shè)備及管線，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，輔以定期測(cè)厚進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)，在條件允許情況下及時(shí)更換，可提高裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行能力，減緩裝置在加工高含硫、高含酸原油過(guò)程中對(duì)設(shè)備及管線的腐蝕，確保裝置的安穩(wěn)運(yùn)行。
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