柴油加氢装置氯腐蚀分析及对策

王义 唐喜新 陈涛 李萧

摘 要：柴油加氢装置的氯腐蚀问题对装置的稳定运行十分不利，会影响工作效率和安全性。本文研究加氢装置出现氯腐蚀原因，并探讨解决氯腐蚀的策略，帮助工厂合理使用柴油加氢装置，提升装置运行的稳定性。

关键词：柴油加氢装置;氯腐蚀;对策

引言：柴油加氢装置经过长期运行可能会出现腐蚀、堵塞等问题，会影响生产的效率和安全性。加氢装置使用过程中，可能会出现氯化铵结晶和氯腐蚀问题，所以需要针对氯腐蚀出现的原因，制定有效的策略。

1 柴油加氢装置氯腐蚀分析

1.1 过滤器滤芯腐蚀

柴油加氢装置的过滤器一般为不锈钢材质，根据过滤精度和压差的要求进行设计，其滤芯腐蚀一般出现在反冲洗过程中。由于实际使用中过滤器会频繁被冲洗，所以经过冲洗后过滤器的压差会达到常规状态下的两倍左右，反冲洗的时间间隔也会因此出现变化，导致装置不能满足生产进料要求。为能确保生产的安全性，必须调整加氢装置的生产负荷，降低生产效率，会导致生产的经济效益降低。在检查和清洗时，一般可以在过滤器上发现大量黑色强粘性物质，而且过滤器的滤芯存在明显的穿孔特征，位置分布具有较大的随机性，腐蚀属于点蚀，可以确定滤芯发生了氯腐蚀。如果不加以控制，氯腐蚀继续加深将会导致滤芯表层大面积脱落。

1.2 压缩机腐蚀问题

在压缩机使用过程中，参数调整、运转方式都会根据补氢系统的需求展开，因此加氢设计时会以氢气一次性通过的情况为主要特征，使用一级出口模式实现新氢混合，并且进行加氢的循环过滤，分液之后进入新氢压缩机中，工艺流程中使用了换热器、循环分液设备等等。实际应用过程中，由于新氢压缩机运行稳定性不足，容易出现温度偏高、排气压力不足等情况，长期工作之后，也容易出现活塞杆下沉的问题。加氢压缩机一般会在小管径阴险区域出现腐蚀问题，导致压缩机入口的过滤器、管线出入口阀片可能会出现变化，經过长时间运行之后，会在管线内形成大量白色铵盐结晶，导致区域堵塞问题。出现胺盐结晶之后，会导致压缩机的入口过滤器压差过高，使滤网容易破裂带入压缩机，还会造成气阀堵塞，导致有效流通面积降低，并且造成压缩机的排气量不足，气阀也会因此损坏;铵盐进入气缸之后，会导致填料问题，还会造成活塞支撑环、密封环的损坏;一级出口会出现气阀倒气问题，并且造成一级出口排气温度过高。

1.3 柴油加氢热高分气和混氢换热器腐蚀内漏

出现内漏后，循环氢系统会出现波动，循环机的入口流量上涨，系统压差明显降低，炉前混氢流量也会降低。

2 柴油加氢联合装置氯腐蚀原因分析

2.1 滤芯腐蚀原因分析

氯离子的直径很小，所以穿透性很强，能穿透包括合金相、夹杂物等钝化膜的薄弱点后进入钝化膜的内部，影响钝化膜的致密性和完整性，薄弱点会成为点蚀形核的中心，并在表面形成小点蚀孔。氯离子会向小孔内富集，导致小孔内的阳离子水解，最后形成肉眼可见的点蚀坑。原料中的焦化汽油往往会带有微量的水，氯盐会溶解到水中生成氯离子，在其他条件适合的情况下，就会出现滤芯点蚀穿孔。

2.2 新氢压缩机氯化铵腐蚀原因分析

柴油加氢装置中的新氢装置主要负责重整氢气，由于此部分的请氢气中含有氯离子，所以其中会含有一定量的氯化氢。在煤油加氢循环氢中，含有微量的氨，新氢和煤油加氢循环混合之后，就会形成氯化铵结晶，之后会导致压缩机频繁出现故障。气体经过脱硫塔之后的航煤加氢循环会携带少量水，并且氯化铵盐吸湿性比较强，可以在局部创造强酸腐蚀环境，导致氯离子含量增加，造成腐蚀问题。

2.3 柴油加氢热高分气和混氢换热器腐蚀内漏原因

由于管束中的铁素体含量不均匀，导致双相不锈钢难以抵抗应力腐蚀;在溶液环境中，也容易出现电偶腐蚀，导致管板会出现阳极腐蚀，管束出现洗清问题。壳程入口防冲板的保护面积如果太小，也会导致大量铵盐聚集，造成气流通过截面减少。导致管束在应力腐蚀、点蚀、大流量气流扰动的作用下内漏。

3 防控方法

3.1 滤芯腐蚀控制

由于过滤器滤芯腐蚀是由于氯离子引起的，所以应该减少装置中的氯离子以解决腐蚀问题。所以应该对原料中的氯含量、氮含量、水含量等进行严格控制，确保所有的参数都满足设计指标要求，增加系统加氢原料缓冲罐的脱液频率，避免出现原料带水的情况，从而减轻过滤器滤芯的腐蚀和穿孔问题。

3.2 优化煤油加氢循环流程

为了解决新氢压缩机的结盐问题，可以增加航煤加氢循环至加氢处理PSA流程，防止在加氢过程中形成氯化铵，保证投入使用的柴油加氢新氢机的稳定运行。但是使用该方法可能会导致氢气的损失，一般在循环系统运行过程中氢气的损失率为20%左右。为降低氢气的损失，可以对煤油加氢系统新增循环氢压缩机，在入口位置设置旋风分离装置，循环氢和补充氢气混合点后设置缓冲罐，使氯化铵盐聚集在缓冲罐中;增设压差监控系统，结合压差进行氯化铵的清除工作。

3.3 换热器内漏问题处理

为避免换热器受到氯腐蚀出现内漏，应该减少上游装置来料的氯含量，是  并减少氯从氢气中的带出量。其次应该增加柴油加氢循环氢分液罐脱液频次，降低循环氢的带液带水问题，提升对管束腐蚀的控制。比如升级管束腐蚀为超级双相钢，提升管束的耐氯离子腐蚀能力，保证管束的抗应力腐蚀和管束的抗开裂性能。在混氢流程中，可以提升混氢点的温度，通过在新氢压缩机出口到炉后增加换热器，提升混合温度后能避免氯化铵结晶出现。

4 结束语

由于柴油加氢装置使用过程中需要面对复杂外部环境的影响，并且也会受到内部条件的作用，因此要做好对氯离子控制，优化升级工艺流程，有效控制氯腐蚀问题，确保加氢工作的正常进行。

参考文献：

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