常减压装置加工混合原油防腐蚀技术

赵健明

摘 要：哈尔滨石化公司常减压装置在加工混合原油时，为防止设备和管道腐蚀，采取了综合防腐蚀技术，收到了较好的效果：除了工艺“一脱三注”外，还在设备选材和材料表面处理方面采取了很多措施，如用0Cr18Ni10Ti制作管束和16MnR+0Cr18Ni10Ti复合板制作壳体，减压塔采用20g+1Cr13和20g+316L以抗高温硫、环烷酸腐蚀等。另外在一些设备的表面采取涂敷防腐涂料的措施。

关键词：加工混合原油；防腐蚀；材料选择

中图分类号：TE986 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-01-0167-02

前言 哈石化公司常减压装置设计加工原油为大庆油268万吨/年，海拉尔67万吨/年，俄罗斯油100万吨/年，处理量435万吨/年，年加工时数为8400小时。装置采用先进的工艺技术，对装置的各类设备和工艺进行经济合理的选型和选材提高装置的抗腐蚀性能，增强了装置对不同种类原油混炼的适应性和可操作性，为装置的长周期运转奠定了良好基础。

一、工艺防腐

（一）加强“一脱三注”工艺管理。哈石化公司常减压装置现有两套复式高效交直流电脱盐成套设备，单套容积239m3。2013年装置扩能改造，采用两级脱盐工艺和长江（扬中）电脱盐设备有限公司成熟的高速电脱盐专利技术，在电脱盐罐现有容积不足情况下，采用高速电脱盐设备的处理能力比传统的低速电脱盐处理能力大1.5倍。

搞好原油电脱盐是控制常减压装置腐蚀最根本的手段，同时也为后续装置的防腐创造条件。调整换热流程，提高原油脱盐温度。为了适应原油加工的需要，使用新型超声破乳设备和高效脱盐剂，以提高电脱盐合格率，使脱后原油含盐量控制在3mg/l以下。

为了更好的控制三塔顶注氨量，采用CR-1000在线腐蚀监测系统，及时调整控制脱水PH值在6.0～9.0。塔顶注水使用注除盐水，有利于对塔顶切水铁离子含量的准确分析检测。经现场不断的实践摸索，总结出了一套塔顶注氨量、塔顶馏出量与除盐水注入量合适的匹配参数，减缓了塔顶冷凝冷却设备结铵垢的速度，减少了除盐水耗量和含硫污水的排放量。工艺“一脱三注”可以有效缓解塔顶设备管线的腐蚀问题，其关键在于选择合适的部位、合适的药剂及恰当的用量。

（二）采用钝化剂防止硫化铁自燃及连多硫酸腐蚀 。为确保装置安全检修，防止硫化铁自燃和连多硫酸对奥氏体不锈钢的破坏，最关键的问题是清除FeS，防止其自燃防止产生连多硫酸。为此装置在大检修过程中，采用FZC-1硫化亚铁高效钝化剂，对常压塔、减压塔等设备和管线硫存在且含量较高区域进行循环清洗，取得了较为理想的效果。

（三）在高温部位注入阻垢剂。在减压塔底注入NS-13高效阻垢剂，经减压塔底抽出泵混合，进入减底渣油换热系统，在器壁表面形成一层保护膜，减少减底油中盐份沉积，减缓高温硫-环烷酸对器壁的腐蚀，起到了提高换热效果，降低设备检修频次的作用。

二、防腐材料

（一）搪瓷热管的应用 。加热炉烟气余热回收系统，采用组合式空气预热器（扰流子—热管组合式）。由于加热炉利用的三塔顶自产瓦斯未经脱硫处理，燃料硫含量较高，燃烧过程产生大量的SO2和SO3，在换热冷凝时形成硫酸，产生严重的硫酸露点腐蚀。在烟气出口低温部位采用了耐露点腐蚀的搪瓷热管，延长了热管的使用寿命。

（二）复合管和复合板的应用 。复合钢板已广泛应用在炼油厂的压力容器、反应器、塔、换热器的制作。随着原油加工量的增大和硫含量的增加，常减压装置的常压塔、减压塔、转油线等设备采用了16MnR+316L和20R+0Cr13AL，减底渣油换热器采用了16MnR+0Cr18Ni10Ti壳体，使用效果很好。

（三）不锈钢和合金钢的应用 。为了减缓高温硫-环烷酸腐蚀，对于300℃以上减底渣油换热器采用0Cr18Ni10Ti材质制作管束；对于240℃以上介质的管线采用1Cr5Mo材质，常压炉辐射室炉管及对流室高温段炉管为1Cr5Mo材质。减压炉炉管为ASTM A312 TP321。根据目前的使用现状效果均比较好。

（四）搞好设备和管道的外防腐 。采用带锈防腐涂料和优质聚氨脂涂料，对每一个项目做好表面防腐工作，对在用设备管道定期实施外防腐。带锈防腐涂料能将一般的铁锈转化成稳定的无害锈，因此只需除掉浮锈，便可進行涂敷。选用优质聚氨脂涂料，可提高涂装效果，延长防腐寿命。

三、防腐蚀监测

（一）在线腐蚀监测系统 。与沈阳中科韦尔腐蚀控制技术有限公司合作，利用同材质探头腐蚀磨损长度不变，直径变小，电阻值和电感量的变化的原理，装置重点腐蚀部位引进在线腐蚀检测系统。利用电位法原电池原理，在初常顶回流罐底切水线上安装InPro4501PH计探头2个，监测初常塔顶系统PH值变化，指导操作人员随时调整注氨量，对塔顶系统腐蚀达到了实时监控的目的。

（二）我装置采用的腐蚀监测方法 。在装置各容器内定点挂相应材质的试片，共计22组178片，每个检修周期回收后称重，计算出各部位的腐蚀速率。通过挂片试验，了解不同材质在炼制高硫原油时这些部位的均匀腐蚀、应力腐蚀开裂、裂纹应力腐蚀扩展和材料性能是否变化。

加强装置重点腐蚀部位的定点测厚及材质管理，绘制每台设备和每条管道的空视图，开展定点测厚，数据收集与整理对比工作；对装置长期定点跟踪测厚，多次发现管线异常减薄和用材错误，及时更换管线，避免了因管线腐蚀泄漏穿孔而发生的重大火灾事故，为装置大修决策提供了许多宝贵的数据。

四、结论

（一）常减压装置的低温轻油部位及冷凝冷却系统处于H2S-HCl-H2O腐蚀环境，碳钢在此环境中会产生严重的均匀腐蚀，奥氏体不锈钢则表现为应力腐蚀开裂。此部位材料防腐使用耐氯化物应力腐蚀、耐孔蚀能力强，综合力学性能比较好的双相不锈钢，如00Cr18Ni5Mo3Si等。

（二）在三塔顶馏出系统以工艺防腐蚀为主，结合设备抗腐蚀新材料选择；在高温硫-环烷酸腐蚀部位，以选择耐蚀材料为主，同时结合工艺注剂缓解设备管道腐蚀。

（三）加强原油腐蚀的预评价，针对不同的原油采取相应的”一脱三注”工艺，对延长开工周期，提高装置经济效益有重要意义。加强对现场失效事故的研究和对腐蚀机理的研究，积累腐蚀数据，找出腐蚀的规律，指导防腐工作的开展。

（四）腐蚀与防护是近代发展起来的一门科学，应综合考虑设备的设计结构、工艺流程、操作参数、材料等级、制造工艺等多个方面，对设备腐蚀进行综合法理，才能取得最好的经济效益。

参考资料

[1]刘小辉，加工高含硫原油的蒸馏装置腐蚀防护技术探讨， [J]，石油化工腐蚀与防护，1997，14（4）：7～12

[2]饶兴鹤，国内炼油防腐蚀技术的新进展[J]，石油化工腐蚀与防护，1999，16（4）：1～4

[3]高楠 ，中石油哈尔滨石化公司常减压装置停工检修腐蚀检查报告，2013