加氢改质装置的腐蚀检查与防护措施

加氢改质装置的腐蚀检查与防护措施

董健

中国石油广东石化有限责任公司广东揭阳515200

摘要:随着经济的发展，柴油需求量愈来愈大，原油蒸馏装置一次加工所产的柴油远不能满足需求。二次加工装置所产的柴油所占比例越来越高。且随着原油劣质重质化的发展，二次加工的柴油，特别是催化柴油中的硫、氮、芳烃含量越来越高，密度也越来越大。随着国内车用柴油标准的加快升级，柴油中的密度、硫、氮及十六烷值为二次加工柴油升级改造的重点与难点，一般通过加氢改质对其进行脱硫、脱氮、提高十六烷值及降密度。但在具体应用过程中需重视加氢改质装置的腐蚀检查与防护措施研究。

关键词：加氢改质装置；腐蚀检查；防护措施

引言

加氢改质主要指多环芳烃通过加氢使其饱和(及开环)已达到降低油品多环芳烃含量并轻质化的工艺技术。基于此，本文主要对加氢改质装置的腐蚀检查与防护措施进行了有效的分析。

1腐蚀检查方法

在腐蚀检查前期，收集装置的工艺流程、设备台账以及其他相关资料，对装置开展腐蚀分析，并结合工艺原则流程，对装置划分腐蚀回路，同一腐蚀回路中的设备和管道具有相同的主要腐蚀特征(腐蚀机理、腐蚀因素等)，具体见表2和表3。腐蚀检查现场实施过程中采取的主要方法有:目视检查、锤击检查、超声测厚、材质鉴定和内窥镜观察。腐蚀检查的主要依据有:(1)API571《炼油厂固定设备的损伤机理》;(2)《中石油炼油与化工分公司停工检修腐蚀检查指导意见》;(3)《中石化关于加强炼油装置腐蚀检查工作管理规定》;(4)《装置停工检修计划》;(5)《装置工艺技术规程》;(6)《装置设备台帐》。

2加氢改质装置的腐蚀防护措施

2.1分馏塔顶空冷器腐蚀防护措施

2.1.1加强原料中氯离子监控

原料中氯离子增加会使装置发生腐蚀的概率明显增加。建议定期对原料中氯离子进行分析，并增设预警值。一旦发现氯离子偏高，工艺上可提前增加注水和注缓蚀剂等手段，降低腐蚀泄漏发生的概率。

2.1.2对空冷器管束进行冲洗

泄漏后拆检发现空冷器部分管束及空冷管箱内存在大量锈垢，从红外成像监控来看也有部分管束存在堵塞情况。为避免这些管束发生严重的垢下腐蚀，建议在装置低负荷或者停工期间对空冷管束及管箱进行全面冲洗，保证塔顶油气在管束中流动畅通。

2.1.3加注缓蚀剂

该装置只在汽提塔顶设计了缓蚀剂加注流程，而在分馏塔顶未设计。从目前运行情况来看，由于分馏塔顶空冷器数目多，且无有效的腐蚀控制手段，发生腐蚀的可能性较大。因此，建议在分馏塔顶增加缓蚀剂加注流程，控制塔顶系统腐蚀。

2.1.4更换空冷器

目前分馏塔顶空冷使用已接近7年，受介质不断冲刷及腐蚀影响，管束减薄穿孔的概率将逐年增加，建议采购1～2台空冷器作为应急备件，下次大检修时，在检测评估的基础上进行部分或全部更换。

2.1.5空冷管束防冻凝及操作优化

空冷管束堵塞不通后，受腐蚀作用管束壁厚减薄明显，若遇到气温降低、防冻措施不到位，更容易发生冻凝或冻裂。针对目前塔顶空冷运行现状，主要防冻及操作优化内容如下:(1)进入冬季后，加强空冷器间环境温度监控，要求温度不低于10℃。气温低于5℃时，只开侧面百叶窗，用变频调节空冷器出口温度，变频开度不宜太大。气温低于0℃时，将变频风机调向，强制热风循环用于空冷器防冻。(2)加强空冷器管束温度监控，特别是红外检测温度偏低的管束，要求管束温度不能低于5℃。(3)监控好各片空冷器出口温度，通过调整变频开度、开启风机和调整空冷器入口阀开度的方式，确保各个管束内介质不偏流，各管束出口温差不大于10℃。

2.2脱硫化氢塔底重沸炉炉管腐蚀

(1)炉管化学成分符合GB5310—2008《高压锅炉用无缝钢管》要求，15CrMo炉管材质成分合格。(2)炉管发生泄漏的主要原因是高温硫腐蚀。(3)温度造成流体的腐蚀性增强，甚至激活其他潜在的腐蚀形式，如硫腐蚀。温度升高(从入口到出口)会增加流体的流速，从而增加相应的腐蚀速率。温度升高造成介质中盐的水解程度增加，增加流体上方的气相压力和腐蚀成分的含量，从而呈现均匀腐蚀。(4)腐蚀穿孔出现在焊缝区域前方，因为焊接使得炉管内截面积减少，造成焊接段前方出现涡流，腐蚀产物膜失去保护性，从而加速形成腐蚀穿孔。(5)硫的形态变化的差异可能是炉管短时间出现腐蚀穿孔的主要原因之一。(6)考虑到加氢改质原料发生劣质化倾向，此次抢修更换对流室去辐射室转油线、炉管及弯头，材质升级为0Cr18Ni10Ti。(7)针对装置未来大量掺炼中东原油重质的实际情况，拟进一步开展原油中硫成分及分布研究工作。每月1次或每3个月1次对末端高压换热器、高压空冷器出入口管线、注水点、弯头、三通及管箱进行定点测厚。定点测厚频率应根据工艺物料分析结果和管道腐蚀速率及时调整。有条件的情况下，可以考虑在注水点附近的冲刷区设置在线超声测厚系统。高低分、脱硫化氢塔顶回流罐、分馏塔顶回流罐的酸性水出口管线，每3个月或半年进1次定点测厚。在脱硫化氢塔顶空冷器出口、分馏塔顶空冷器出口设置在线腐蚀探针，监测塔顶介质的腐蚀性，评估塔顶缓蚀剂的效果。在高低分、脱硫化氢塔顶回流罐、分馏塔顶回流罐的酸性水出口管线，可以考虑增加在线pH值监测系统。

2.3保温层下腐蚀

液体放空总线西北侧界区端部直管、盲管外腐蚀严重，表面有3～4mm的锈垢覆盖，靠近盲管处直管测厚4．7～5．0mm，存在腐蚀减薄(200mm)，其他部位直管测厚5．3～7．9mm。建议开展保温层下腐蚀检查:由装置设备员确定待检查的管线，并对管线的运行参数、介质等相关资料进行汇总。重点检查外保温破损严重、外腐蚀严重、工作温度小于120℃且保温已经使用6a以上且停用的管道、管内腐蚀性介质管线和高空管线等。重点检查管线积液部位(如管托、支架等)、液位计接管、高位放空管、取样点、排凝管及仪表接管等关键部位和薄弱环节。前期需重点检查以下管线:①液化气管线;②酸性气管线;③燃料气线;④外保温层破损严重管线;⑤外腐蚀严重管线。检查以宏观目测+超声波测厚为主。

结束语

综上所述，由于原油劣质化带来的腐蚀对装置安全长周期运行的影响十分严重，所以各企业对设备的腐蚀越来越重视，并逐步采取措施提高停工检修质量，加大检测力度。近几年各炼油厂广泛开展停工期间的腐蚀检查，通过对塔器、容器、换热器和加热炉等设备及管线进行专业化的腐蚀检查，不仅可以考察以往防腐效果，也可以指导下一个生产周期防腐措施改进和有针对性的开展防腐监测工作，为装置安全运行提供保障。

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