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不同原油對常減壓蒸餾裝置的腐蝕及防護措施

發布時間:

2015-06-16

（中國石油化工股份有限公司北京燕山分公司，北京102500）

摘要：文章對常減壓蒸餾裝置加工高含硫含酸原油過程中存在的腐蝕問題以及加工劣質化原油現狀進行了分析，并對其現行的一系列防止設備腐蝕的有效措施進行了概述。針對該裝置所加工原油性質，提出了一系列防范措施：定期進行原油腐蝕性能評定；原油電脫鹽工藝防腐蝕（脫鹽后鹽的質量濃度小于3mg/L）；“三頂”工藝防腐蝕；加強腐蝕在線監測；現有設備及管道材質升級等措施。通過這一系列措施的實施，常減壓蒸餾裝置每年發現并處理隱患約16處，提高了裝置運行的安全系數，減緩了設備的腐蝕，實現了裝置長周期運行。并提出了目前存在的不足及后續改進建議。

中國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計加工能力為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進口原油，同時大慶原油中也摻進約40%冀東原油，導致原油酸值、硫含量不斷升高，設備腐蝕情況日益加重，為裝置長周期運行帶來隱患。文章針對該裝置所加工原油性質，提出一系列的防范措施。

1 主要防腐蝕措施

1.1 定期進行原油腐蝕性能評定

各種原油性質分析數據匯。

在加工含硫進口原油的過程中，對原油的腐蝕性能進行綜合評價是十分必要的。了解和掌握各類活性硫在原油各餾分中的分布情況，可為設備、管道合理選材和工藝、設備防腐蝕綜合方案的制訂提供依據。根據原油腐蝕評價數據，對可能發生的腐蝕類型、腐蝕程度及其分布情況進行預測，從而為腐蝕監測方案的制訂和進行腐蝕問題分析診斷打下基礎。

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，保證脫鹽后鹽的質量濃度小于3mg/L的控制指標是減緩三頂腐蝕的根本，因而建議優化電脫鹽操作，提高脫鹽達標率，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 加強腐蝕在線監測

腐蝕監測系統主要是針對原油中的腐蝕介質對石油煉制裝置腐蝕情況進行實時監測并通過數據分析，從而對裝置中的腐蝕狀況有所了解，進而做出可靠的判斷，采取有效的防腐蝕措施并制定出正確的防腐蝕策略，達到指導生產的要求。

3 材質升級

提高材質的耐腐蝕程度等級是保證裝置長周期安穩運行的有效手段，常減壓蒸餾裝置原設計原料和現在差別太大，原來的材質等級、材料質量偏低，有些材料品種現在已經淘汰，并且現在裝置的運行周期延長也使裝置的安全穩定運行增加了難度，所以根據具體情況在條件允許的情況下需要進行材質升級。2007年裝置檢修將部分減薄嚴重的管線進行了材質升級，從在線監測系統一些數據顯示耐腐蝕情況明顯好于原碳鋼材質。

3.1設備選材的一般規定

選用設備和管道材料應以裝置正常操作條件下原油（料）中的含硫量和酸值為依據，并充分考慮最苛刻條件下可能達到的最大含硫量對設備和管道造成的腐蝕。還應根據介質的工況、流速以及是否處于相變部位等因素，對一些部位從材料選擇到結構設計進行特殊處理。如：加大流通面積以降低流速、適當增加壁厚、增設擋板以及局部材料升級等，以防止局部產生嚴重腐蝕。對于介質為低壓、低溫的酸性水的管道，可考慮選用復合材料（如碳鋼內襯塑料等）。

3.2現有設備及管道材質升級狀況

利用2007年檢修機會，對設備防腐蝕工作做了重點處理，裝置內的主要容器進行內部噴鋁防護；關鍵設備進行材質升級：減頂抽真空系統中的冷凝器管束材質全部升級為09Cr2AlMoRe、渣油換熱器管束材質升級為09Cr2AlMoRe、減底泵填料套由碳鋼材質升級為Cr5Mo、軸套外表面做碳化鎢處理；同時按照SH/T3129-2002《加工高硫原油重點裝置主要管道設計選材導則》對裝置內重要的高溫管線進行了材質升級：如渣油線從兩路控制閥后至渣油換熱器入口管線材質由20號升級為Cr5Mo；減四線從減壓塔餾出口至控制閥管線材質由20號升級為Cr5Mo。

4 存在的不足及后續改進建議

通過對工藝管道、主要設備的在線定點測厚和材質升級，提高了裝置的長周期運行的能力。但目前裝置還存在一些問題：

（1）高溫管道材質升級因費用限制無法到位；（2）高溫泵、換熱器等設備按SH/T3096-2001《加工高硫原油重點裝置主要設備設計選材導則》已無法滿足要求，應進行材質升級；（3）原油評價分析數據不完整，影響裝置的實時對應調節。例如電脫鹽換熱系統冷卻器為電脫鹽罐脫鹽水與循環水換熱器，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，容易引起設備腐蝕。通過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 結論

常減壓蒸餾裝置加工外油品后質量將進一步劣化，裝置設備的腐蝕問題也日益嚴峻，作為主要防腐蝕手段的工藝防護、在線監測和材質升級等方面將如何實施的更好、更合理、更經濟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，決定了后續防腐蝕效果的高低，為確保裝置安穩運行，應嚴格控制硫含量，酸含量不超過設計指標。在線監測系統是解決腐蝕問題必不可少的技術手段。對高、低溫部位的設備及管線做好在線監測工作，并加強對定點、高溫測厚數據的分析整理、評定，對設備管線安排合理的材質升級，是解決腐蝕隱患的最有效手段。對目前無法升級的設備及管線，應加強監測，輔以定期測厚進行數據比對，在條件允許情況下及時更換，可提高裝置的長周期運行能力，減緩裝置在加工高含硫、高含酸原油過程中對設備及管線的腐蝕，確保裝置的安穩運行。

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