常减压装置常顶腐蚀分析及防护措施

摘 要：文章主要介绍天津石化公司常减压装置在加工原油劣质化过程中所遇到的塔顶低温部位腐蚀问题，并依据塔顶系统的腐蚀的机理进行分析，以“一脱三注”工艺防腐为基础提出改进、防护措施，改进后取得了一定效果。

关键词：常减压；腐蚀；措施；工艺；防腐

一、原油加工情况及腐蚀原理和“一脱三注”的概述

天津石化公司常减压装置年加工能力2.5Mt/a，目前同时加工原油品种较多，主要包括了沙轻、沙中、沙重、伊轻、伊重、福蒂斯、卡斯蒂利亚、科威特等十余种。这些油种采取掺炼、混炼形式，含硫量均较高，所加工的原油硫含量数据总结如表1。

从上表可以看出，原油硫含量平均值在升高。在原油加工过程中，NaCL、MgCL2等无机盐会在120℃开始水解生成HCl，对设备有强烈的腐蚀作用，同时塔顶低温部位有H2S存在，H2S与Fe反应生成FeS保护膜，HCl与FeS发生反应，破坏保护膜并生成H2S。H2S、HCl与Fe的交互反应，导致腐蚀进一步加剧进行。

常减压装置通常采用“一脱三注”的防腐工艺。“一脱”即原油通过电脱盐罐，脱掉水和无机盐，降低设备腐蚀，“三注”是在塔顶挥发线上注入氨、缓蚀剂和水，防止HCl+H2S+H2O型腐蚀。

二、加工高硫原油遇到的防腐问题

常减压装置目前加工的油种存在硫含量高，混炼比例不一，性质不稳定以及乳化严重等特性，这些变化使得常减压装置“一脱三注”的设施和防腐工艺显现出落后，继而带来操作上的各项问题：（1）在掺炼污油和卡斯蒂利亚时，原油脱后含盐指标出现超标，乳化层过厚，导致电脱盐电流升高，甚至会导致电脱盐罐跳闸。（2）常减压采用无机氨工艺，无机氨易挥发、不稳定，不能快速溶于水中与酸发生中和作用，防腐效果差；无机氨易生成铵盐，产生垢下腐蚀。（3）塔顶三注的注入口为接管形式，既造成了三剂浪费，又降低了防腐效果。（4）常顶换热器入口管线采用1分4的形式，物流分配存在偏流现象，从而导致常顶设备及管道局部流速过快，造成冲刷腐蚀严重。

以上问题，影响了“一脱三注”的操作，最终造成了“脱后含盐”、“pH值”、“Fe2+含量”以及“腐蚀率”等指标的失控。

三、防腐技改實施措施

（一）增设有机胺中和剂注入系统。在塔顶增注有机胺，有机胺为长链烃类胺基化合物，热稳定性好，易溶于水，在露点区能与HCl一起冷凝，使冷凝区不出现强酸性区域，避免初凝区的酸性腐蚀。

（二）改变“三注”的喷头型式。常减压塔顶“三注”的喷头形式原来为直接接入的一个管接，注剂从管接流出后，不能迅速有效的与塔顶馏出物溶合，起到快速中和的作用。针对这一问题，将“三注”的注入器做了改变，增加了顺流喷嘴使其快速有效的与塔顶馏出物溶合，进而起到很好的防腐效果。

（三）增加电脱盐罐反冲洗设备及运行电流DCS监视。针对电脱盐反冲洗原来存在的冲洗操作需占用注水流程的问题，增加了电脱盐反冲洗专门设备，改造后，现水冲洗操作已不影响正常注水操作，水冲洗流量由原20吨/小时提高到40吨/小时，冲洗效果提高。增加电脱盐运行电流DCS画面监测后能够连续监视其运行工况，及时发现并处理电流异常升高等情况，保障了电脱盐运行的平稳。

（四）常顶换热器入口前分配管的改造。原常顶换热器入口的分配管形式为一分四，四台换热器出口集合管引出点在封头端，这种分配形式易导致液体出现偏流，出现局部腐蚀加剧，换热效果不理想等问题。利用检修机会将常减压装置常顶换热器入口的分配管形式改为“一分二，二分四”的形式，并将四台换热器出口集合管引出点改在中间，杜绝了介质偏流的现象。

（五）更换初、常、减塔顶新型注水流量计。初馏塔、常压塔、减压塔增加四台新型注水流量计，从而可以根据塔顶馏出量，以及含硫量的高低，来准确的调整注水量。并将常顶注水流量准确控制到塔顶馏出物的7%以上，现注水流量达到2.2吨/小时。

（六）增加在线腐蚀监测及pH值监测。针对原油含硫量增加所导致的塔顶轻油部位腐蚀加剧的问题，常减压装置增加了在线腐蚀监测系统，利用在线腐蚀监测系统可以及时的发现设备管线腐蚀状况，计算腐蚀速率；与此同时，还增加了在线pH值监测，根据监测数值，调准“三注”量，保持pH值的稳定，减弱腐蚀作用。

四、实施效果

（一）常顶换热器四路流量分配均匀。改造后常顶换热器四路流量分布更趋于均匀，在总流量49吨/小时的情况下，四路分支流量最大偏差小于1吨/小时，原物料偏流现象明显好转，避免了物料偏流对设备管线造成的冲刷减薄。

（二）常顶切水pH值更加稳定。对比改造前后常顶切水PH：在单注氨水时塔顶PH均值在8.5左右，且pH值控制不平稳，波动范围较大，最大差值为3。当塔顶改注有机胺后均值为7.5，最在大差值为1，确保塔顶pH值控制平稳。

（三）常顶腐蚀速率控制平稳。常顶注水量2.2吨/小时，注缓蚀剂量15PPm，有机胺量15PPm。常顶切水铁离子均值在1.2mg/l左右，均在指标范围之类，说明防腐效果较为理想。

塔顶腐蚀探针监控速率：E2-101/1入口腐蚀速度均值为0.0232mm/a。E2-101/1出口腐蚀速度均值为0.0107mm/a，均小于0.25mm/a的指标要求。①对比E1-101/1，2入口、出口的腐蚀率，发现入口腐蚀率略高于出口，说明所注的有机胺充分发挥了中和的功效；②探针所测得的腐蚀率虽然略有波动，但是整体呈现平稳趋势，说明注有机胺既起到了无机氨的中和作用，又起到了稳定的效果。

通过观察腐蚀率、脱盐结果和Fe2+含量可以看出，“一脱”和“三注”目前达到了较好的效果，也说明了2#常减压装置对防腐所做的技改措施取得一定成效。

五、结语

有效的防腐措施，可保证了设备所受腐蚀在可控范围内，增加了设备运行的可靠性，进而为安全平稳运行，降低成本，增加经济效益，延长运行周期，减少停工次数和停工时间等提供了必要的保障。

参考文献

[1] 林彩虹，潘军.加工高硫原油设备的腐蚀和防护[J].石化技术与应用，2004（22）：6.

作者简介：刘双民（1970.09- ），男，河北黄骅人，中石化天津分公司炼油部，本科，研究方向：炼油化工技术质量管理。