發(fā)表時間： 2025-06-24 14:56:41
作者： 石油化工設(shè)備維護與檢修網(wǎng)
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煉油裝置建成投產(chǎn)后，設(shè)備、管線的材質(zhì)已經(jīng)確定。但在實際生產(chǎn)過程中，常出現(xiàn)裝置加工原料超出設(shè)計值的情況，為了有效降低腐蝕的發(fā)生、加劇，常常采取各種措施降低工藝介質(zhì)的腐蝕性，如腐蝕性介質(zhì)的脫除。通過控制溫度、流速、流態(tài)等各類工藝措施，以及注水、注緩蝕劑的位置、加注量、加注方式等，以避免或減緩腐蝕的發(fā)生。因此，為了系統(tǒng)地控制煉油裝置的腐蝕風(fēng)險，必須從裝置的加工原料、工藝特點、腐蝕機理等方面進行全面的分析，并采取有針對性的防控措施。
一、腐蝕回路分析
腐蝕回路是指在設(shè)備材質(zhì)、工作溫度、壓力、相變狀態(tài)、工藝介質(zhì)、損傷機理等方面相同或相近的管線或設(shè)備。腐蝕回路可以形象地對裝置具體部位損傷機理進行展示，在常減壓及其他煉油裝置的腐蝕分析、工藝防腐措施調(diào)整和腐蝕監(jiān)檢測方案制定等方面具有重要意義。根據(jù)煉油裝置的材質(zhì)、加工原料和工藝流程，對裝置全流程的腐蝕物流進行識別。依據(jù)《API 571—2020 Damage Mechanisms Affecting Fixed Equipment in the Refining Industry》、《API PR 584—2014 Integrity Operating Windows》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合裝置的工藝參數(shù)、操作條件以及行業(yè)經(jīng)驗，分析各部位的腐蝕機理，進行腐蝕回路的劃分，在此基礎(chǔ)上分析裝置每個腐蝕回路的特點和腐蝕控制方法，為裝置系統(tǒng)制定和優(yōu)化防腐方案提供基礎(chǔ)依據(jù)。
二、腐蝕性介質(zhì)控制
為了充分掌握煉油裝置加工原料中的腐蝕性介質(zhì)可能帶來的腐蝕風(fēng)險，需對裝置中原料的腐蝕性進行分析，并采取原油混煉、優(yōu)化生產(chǎn)過程控制、有害介質(zhì)脫除工藝等措施盡可能降低進入各裝置的原料帶來的腐蝕風(fēng)險：
（1）對煉油裝置加工原料的酸值、硫含量、氯含量、氮含量、重金屬含量、水含量等關(guān)鍵腐蝕因子含量進行化驗分析（各裝置應(yīng)根據(jù)加工原料、生產(chǎn)工藝、腐蝕機理、歷史腐蝕狀況等實際情況，確定重點分析監(jiān)控項目），掌握原料的腐蝕性及其加工過程中可能會造成的腐蝕影響；同時結(jié)合裝置的加工原料、設(shè)計、工況等實際情況，研究確定裝置的設(shè)防值。關(guān)鍵腐蝕性介質(zhì)含量原則上不能超過裝置的設(shè)防值，特殊情況下應(yīng)制定有針對性的腐蝕控制及監(jiān)控措施。
（2）常減壓裝置通過對進入裝置的各類品種原油比例調(diào)整，以及優(yōu)化電脫鹽工藝控制參數(shù)等措施，降低進裝置原油的硫、環(huán)烷酸、鹽、氯、水等含量，從源頭降低本裝置以及二次加工裝置的腐蝕風(fēng)險。可以采用原油混煉、原油儲罐靜止脫水等方式盡可能降低原油進入裝置后的腐蝕影響。電脫鹽注水水質(zhì)應(yīng)符合指標(biāo)要求，嚴格控制破乳劑質(zhì)量，選擇合理的注劑量和注入方式，并嚴格控制操作溫度、壓力、電場強度、停留時間、油水界位等工藝指標(biāo)，保證電脫鹽達到預(yù)期效果。一般來說，電脫鹽脫后含鹽量應(yīng)控制在3mg/L以下，脫后含水量應(yīng)控制在0.3%以下。
（3）通過工藝優(yōu)化與控制，盡可能降低進入催化裂化、加氫、重整等二次加工裝置原料的腐蝕性介質(zhì)含量，減緩對對裝置的腐蝕影響。如采取脫硫、脫氯、脫氮、脫重金屬等措施，盡量降低腐蝕性介質(zhì)的含量，減緩裝置設(shè)備與管線的腐蝕。常減壓裝置應(yīng)分析監(jiān)測各側(cè)線的硫、環(huán)烷酸、氯（包括有機氯）、鐵離子、金屬含量等，以掌握本裝置的腐蝕狀況以及對后續(xù)裝置的腐蝕影響。催化裂化裝置分餾塔頂可考慮增設(shè)脫鹽工藝，降低本裝置以及后續(xù)加氫等裝置的氯化銨/硫氫化銨結(jié)鹽腐蝕風(fēng)險。酸性水汽提等裝置應(yīng)保證凈化水達標(biāo)，以避免因凈化水的回用導(dǎo)致各裝置的腐蝕加劇。
（4）對裝置加工過程中的其他介質(zhì)造成的腐蝕影響也應(yīng)進行充分評估，在符合設(shè)計要求的前提下，加強對關(guān)鍵性指標(biāo)的控制。如加氫裝置使用的氫氣一般應(yīng)控制其氯化氫含量在0.5mg/m3以下，循環(huán)氫氣脫后的硫化氫含量在0.1%（V）以下，以降低反應(yīng)流出物系統(tǒng)氯化銨/硫氫化銨結(jié)鹽等腐蝕風(fēng)險。重整裝置一般應(yīng)控制預(yù)加氫高溫脫氯罐和重整生成油脫氯罐后氯含量在1×10-6以下，重整氫氣脫氯罐后氯化氫含量在1×10-6以下，以降低加工過程中的HCl-H2S-H2O等腐蝕風(fēng)險。此外，如加熱爐燃料氣中的硫化氫含量，以及干氣、液化氣脫硫裝置溶劑中的熱穩(wěn)態(tài)鹽含量等關(guān)鍵指標(biāo)均應(yīng)嚴格控制在指標(biāo)范圍內(nèi)。
三、低溫部位的腐蝕控制
煉油裝置低溫部位的腐蝕，主要集中在分餾塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)，以及加氫裝置反應(yīng)流出物系統(tǒng)等部位，如各裝置分餾塔頂換熱器、空冷器及其管線，尤其是入口管線的腐蝕最為嚴重。加氫裝置反應(yīng)流出物系統(tǒng)的換熱器、空冷器及其管線等，常常發(fā)生嚴重的氯化銨/硫氫化銨結(jié)鹽腐蝕。低溫系統(tǒng)的腐蝕防護主要以露點溫度控制以及注水、注緩蝕劑等工藝防腐措施為主，同時需對控制效果進行監(jiān)控。
3.1塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)
（1）露點溫度控制為了避免或減緩各煉油裝置分餾塔頂餾出管線的露點腐蝕，一般需要控制塔頂油氣溫度在水露點溫度以上。因此，需通過工藝核算塔頂油氣中的水露點溫度。考慮到計算的誤差并結(jié)合工程經(jīng)驗，一般應(yīng)控制塔頂內(nèi)部操作溫度高于水露點溫度14℃以上或者更高。
（2）注水、注劑控制針對常減壓裝置“三頂”以及其他裝置的塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)的腐蝕，在塔頂揮發(fā)線注水、注中和劑、注緩蝕劑是目前成熟有效的工藝防腐措施。為了保證工藝防腐的效果，首先應(yīng)嚴格控制緩蝕劑、中和劑的質(zhì)量，并保證注水水質(zhì)指標(biāo)達到要求。中和劑的注入量一般根據(jù)塔頂排水的pH值進行適當(dāng)調(diào)整，緩蝕劑的注入量一般不超過20μg/g（相對于塔頂總流出物）。同時通過工藝核算確定適宜的注水量，保證注水點有10%~25%液態(tài)水。另外，一些裝置的分餾塔頂、頂循管線也可能會發(fā)生氯化銨/硫氫化銨結(jié)鹽腐蝕，防控方式也主要以注水、注緩蝕劑為主。生產(chǎn)過程中，一般通過對塔頂冷凝水的腐蝕性相關(guān)指標(biāo)（pH值、鐵離子含量、氯離子含量、硫離子含量、氨氮含量等）進行分析監(jiān)測，考察注水、注劑的實施效果，并根據(jù)分析監(jiān)測結(jié)果調(diào)整和優(yōu)化注水、注劑量。
3.2加氫反應(yīng)流出物系統(tǒng)
（1）溫度控制加氫裝置的反應(yīng)流出物系統(tǒng)是最為典型的氯化銨/硫氫化銨結(jié)鹽腐蝕。為了避免高壓換熱器、空冷器的結(jié)鹽腐蝕，首先應(yīng)依據(jù)《API 932B—2019 Design,Materials,Fabrication,Operation,and Inspection Guidelines for Corrosion Control in Hydroprocessing Reactor Effluent AirCooler REAC Systems》，結(jié)合裝置的實際工況條件，分別估算氯化銨、硫氫化銨的Kp值以及對應(yīng)的結(jié)鹽溫度，根據(jù)高壓換熱器、空冷器的實際操作溫度，判斷結(jié)鹽腐蝕傾向。在裝置工藝操作允許的情況下，盡可能控制高壓換熱器、空冷器的溫度在結(jié)鹽溫度以上，以降低換熱器、空冷器管束的結(jié)鹽腐蝕風(fēng)險。
（2）注水、注劑控制在加氫反應(yīng)流出物系統(tǒng)中注水、注劑是控制氯化銨/硫氫化銨結(jié)鹽腐蝕的有效措施。注水點應(yīng)設(shè)置在結(jié)鹽點之前的管線（根據(jù)氯化銨、硫氫化銨結(jié)鹽溫度和工況參數(shù)確定）。一般在高壓換熱器、空冷器入口分別采用單點連續(xù)注水方式，根據(jù)裝置的實際情況也可以同時加注緩蝕劑，以防止高壓換熱器、空冷器及管線發(fā)生銨鹽沉積和腐蝕。為保證注水的效果，首先應(yīng)控制注水的水質(zhì)，此外應(yīng)通過工藝核算，控制適宜的注水量，一般需保證總注水量的25%在注水部位為液態(tài)。同時，還需對反應(yīng)流出物系統(tǒng)的壓降進行監(jiān)控，如果壓降明顯增大，說明可能已經(jīng)發(fā)生結(jié)鹽，也應(yīng)適當(dāng)加大注水量進行沖洗。
為了考察注水的效果，一般需對冷高壓分離器排水、冷低壓分離器排水的pH值、鐵離子含量等關(guān)鍵指標(biāo)進行分析監(jiān)測，必要時對氯離子含量、硫離子含量、氨氮含量進行分析監(jiān)測，并根據(jù)分析監(jiān)測結(jié)果及數(shù)據(jù)變化趨勢對注水量進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化。
3.3其他低溫部位對煉油裝置的其他低溫部位的腐蝕，也應(yīng)該根據(jù)實際情況采取合理的防控措施。如針對催化裂化裝置富氣壓縮機系統(tǒng)管線濕硫化氫等腐蝕，必要時可在富氣壓縮機級間排水、出口管線注水或注緩蝕劑，并控制排水的pH值＜8.5。為避免蒸發(fā)式空冷器表面的結(jié)垢、腐蝕，一般使用除鹽水作為冷卻水，必要時可以使用緩蝕劑。為防止循環(huán)冷卻水換熱器的結(jié)垢和腐蝕，其管程流速一般需控制在1.0m/s以上，水冷器出口溫度一般應(yīng)控制在50℃以下。
四、高溫部位的腐蝕控制
煉油裝置的高溫部位的腐蝕防護一般以材質(zhì)升級為主，必要時也可采用注緩蝕劑等措施。為了掌握裝置的材質(zhì)選擇是否合理，首先需要對裝置的材質(zhì)適應(yīng)性進行評估。根據(jù)裝置工藝、材質(zhì)以及加工原料的實際情況，主要依據(jù)《SHT 3096—2012高硫原油加工裝置設(shè)備和管道設(shè)計選材導(dǎo)則》及《SHT 3129—2012高酸原油加工裝置設(shè)備和管道設(shè)計選材導(dǎo)則》，對重點部位的腐蝕速率進行核算，高溫臨氫（200℃以上）部位的設(shè)備及管束選材應(yīng)依據(jù)該導(dǎo)則中的納爾遜曲線和麥克諾米曲線進行選擇。通過材質(zhì)適應(yīng)性評估，評價裝置選材的合理性，制定裝置適宜的材質(zhì)升級策略，擇機實施。
此外，根據(jù)裝置在生產(chǎn)過程中的實際情況，高溫部位也可采取適當(dāng)?shù)墓に嚪栏胧Ｈ缂庸じ咚嵩统p壓裝置，溫度＞220℃的設(shè)備、管線材質(zhì)低于316類不銹鋼、減壓塔填料低于317類不銹鋼或油相中鐵含量>1μg/g的情況下，可以選擇加注高溫緩蝕劑控制高溫環(huán)烷酸腐蝕。加熱爐在生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)爐管的設(shè)計溫度，嚴格控制爐管表面溫度，燒焦時的溫度應(yīng)不超過各種材料爐管的極限設(shè)計金屬溫度。
五、其他控制要求
（1）各煉油裝置應(yīng)對腐蝕相關(guān)的關(guān)鍵溫度、壓力、流速等各項工藝參數(shù)嚴格進行控制，避免由此引起的腐蝕問題。
（2）有針對性地加強部分裝置關(guān)鍵環(huán)節(jié)的腐蝕控制，如針對溶劑系統(tǒng)的pH值、溫度的控制；針對臨氫系統(tǒng)的Cr-Mo鋼回火脆性問題的溫度控制；針對MTBE裝置萃取水的pH控制等。
（3）針對加熱爐煙氣系統(tǒng)的露點腐蝕，需控制排煙溫度高于露點溫度，結(jié)合工程經(jīng)驗，一般應(yīng)確保管壁溫度高于煙氣露點溫度8℃以上。
（4）加強裝置開停工過程中的腐蝕防護，如為防止塔器、容器、換熱器等在開停工過程中的硫化亞鐵自燃，停工時應(yīng)采取FeS鈍化措施；裝置停工期間，再生后的溶劑應(yīng)采用氮氣密封保護等。
信息來源：化工活動家
