煉油裝置塔頂回流系統(tǒng)腐蝕及控制

煉油裝置塔頂回流系統(tǒng)腐蝕及控制我國(guó)是石油資源加工和消耗大國(guó)，原油對(duì)外依存度高，加工的原油資源性質(zhì)復(fù)雜，高硫、高酸等劣質(zhì)化原油占比高。劣質(zhì)原油加工產(chǎn)生的腐蝕已成為國(guó)內(nèi)各煉廠不容忽視的問(wèn)題。雖然各煉化裝置采取了一系列控制措施，但煉油裝置生產(chǎn)過(guò)程中仍不斷發(fā)生各種腐蝕問(wèn)題，尤其是多相流動(dòng)過(guò)程中腐蝕介質(zhì)對(duì)煉化設(shè)備的沖蝕腐蝕失效問(wèn)題，已成為制約煉油裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行的重大隱患。煉油裝置塔頂回流系統(tǒng)因位置高、管線長(zhǎng)，且經(jīng)過(guò)多級(jí)冷卻，溫度變化較大，物料由氣相冷凝成液相發(fā)生相變，并通過(guò)機(jī)泵返回塔。該系統(tǒng)腐蝕影響因素較多，容易發(fā)生腐蝕。對(duì)各相關(guān)裝置塔頂回流系統(tǒng)腐蝕情況進(jìn)行排查非常必要，帶有腐蝕缺陷的管線在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)泄漏，甚至導(dǎo)致惡性事故的發(fā)生。結(jié)合腐蝕機(jī)理及影響因素分析，采取針對(duì)性的防范措施，并提出防護(hù)控制策略，可以保證裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行?；亓飨到y(tǒng)腐蝕情況國(guó)內(nèi)某企業(yè)多套煉油裝置出現(xiàn)過(guò)塔頂回流管線腐蝕減薄甚至泄漏的問(wèn)題。該企氫處理、重催等裝置塔頂回流相關(guān)管線進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)疑似減薄部位再通過(guò)超聲技術(shù)復(fù)核，確定腐蝕減薄點(diǎn)，跟蹤腐蝕情況，并擇機(jī)更換。采用渦流掃查技術(shù)對(duì)輕催裝置塔頂回流相關(guān)管線進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)3處易腐蝕部位，分別位于泵P-302-1/2區(qū)域5#彎頭外彎中部、P-302-1/2區(qū)域7#彎頭外彎上部、P-302-1/2區(qū)域14#彎頭外彎中部，缺陷類(lèi)型為溝槽型，減薄率21.9%~38.4%。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)輕催裝置塔頂回流管線腐蝕情況主要發(fā)生在泵出口管線的彎頭處，對(duì)減薄部位納入腐蝕臺(tái)賬管理并定期檢測(cè)，采購(gòu)彎頭備件擇機(jī)采用渦流掃查技術(shù)對(duì)三號(hào)延遲焦化裝置塔頂回流相關(guān)管線進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)頂循線泵P-1104-A/B入口管線的4#三通西側(cè)上部與下部存在減薄，減薄率為20.8%；超聲復(fù)核確認(rèn)該部位上部和下部均存在面積約為30cm2的減薄，減薄率為22%。該部位也納入腐蝕臺(tái)賬并定期檢測(cè)，并采購(gòu)三通備件擇機(jī)更換。采用渦流掃查技術(shù)對(duì)芳烴、制硫、蒸餾三、加氫處理、重催等裝置頂回流系統(tǒng)腐蝕情況進(jìn)行檢測(cè)，將壁厚減薄量為原始壁厚的20%以上的管線作為腐蝕重點(diǎn)部位，發(fā)現(xiàn)5套裝置的13條管線出現(xiàn)減薄情況，其中2條管線采用更換或材質(zhì)升級(jí)的措施，其余管線需加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，擇機(jī)更換或升級(jí)。回流系統(tǒng)腐蝕機(jī)理原油中存在少量雜質(zhì)，如氯化鈉、氯化鎂和氯化鈣，在原油預(yù)熱流程及相聯(lián)的加熱爐加熱過(guò)程中，由氯化鎂和氯化鈣水解形成的鹽酸，在塔頂?shù)蜏叵到y(tǒng)形成腐蝕環(huán)境。該系統(tǒng)還存在硫化氫、低分子有機(jī)酸、二氧化碳和硫氧化物。硫化氫是由原油中含硫化合物熱分解產(chǎn)生的；低分子有機(jī)酸，如甲酸、乙酸、丙酸和丁酸，通常是原油中的高分子有機(jī)酸(例如環(huán)烷酸)熱分解產(chǎn)生的；二氧化碳溶解于原油或?yàn)榄h(huán)烷酸熱分解產(chǎn)生。加工中形成的鹽酸常常與氨結(jié)合，在塔頂系統(tǒng)產(chǎn)生固態(tài)氯化銨鹽；鹽酸也可以與胺結(jié)合形成氯化胺鹽，這兩種形式的鹽都可以在露點(diǎn)之上生成，并當(dāng)存在足夠的水分時(shí)具有腐蝕性。塔頂系統(tǒng)由于腐蝕介質(zhì)復(fù)雜且相互影響，如果控制措施不當(dāng)會(huì)對(duì)塔頂系統(tǒng)帶來(lái)腐蝕影響。劣質(zhì)原油加工帶來(lái)腐蝕性介質(zhì)含量增加，操作波動(dòng)等造成油水分離不徹底，腐蝕介質(zhì)會(huì)在塔頂回流系統(tǒng)聚集并帶來(lái)嚴(yán)重的腐蝕，例如塔頂?shù)慕Y(jié)鹽可能由于塔頂回流罐分離效果不好導(dǎo)致鹽隨水回流返回塔內(nèi)，另外由鹽酸腐蝕產(chǎn)生的氯化鐵會(huì)與H2S反應(yīng)生成難溶的硫化鐵，導(dǎo)致結(jié)垢問(wèn)題。針對(duì)煉化裝置塔頂回流系統(tǒng)腐蝕檢測(cè)情況，結(jié)合腐蝕機(jī)理、工藝流程、腐蝕介質(zhì)分布規(guī)律，采取建立腐蝕監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)、加強(qiáng)管線腐蝕檢查和監(jiān)測(cè)等措施，為設(shè)備的檢維修、正常運(yùn)行提供依據(jù)，包括加強(qiáng)對(duì)物料中腐蝕性介質(zhì)含量的監(jiān)測(cè)和分析，建立定期分析制度，嚴(yán)格控制腐蝕性介質(zhì)的含量；在生產(chǎn)裝置停工檢修時(shí)，由防腐專(zhuān)業(yè)人員、設(shè)備管理人員、工藝管理人員等組成腐蝕檢查組對(duì)塔頂回流管線內(nèi)部腐蝕狀況進(jìn)行詳細(xì)檢查和測(cè)評(píng)。在煉廠日常生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)做好以下防護(hù)措施。塔頂回流系統(tǒng)腐蝕的主要原因之一是介質(zhì)中含有腐蝕性物質(zhì)，如濕硫化氫、二氧化碳等，這些腐蝕性物質(zhì)來(lái)源于原油本身或反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物。減少原油中腐蝕性物質(zhì)，能有效減緩腐蝕問(wèn)題。對(duì)煉制原油主要為進(jìn)口高硫原油的企業(yè)，除硫外還應(yīng)嚴(yán)格控制摻混后原油的酸值、鹽含量及有機(jī)氯含量，做好“一脫三注”工作，選擇適宜的破乳劑，優(yōu)化電脫鹽操作，嚴(yán)控脫鹽后原油鹽含量，優(yōu)化塔頂系統(tǒng)注中和劑、緩蝕劑和注水等措施，提高工藝防腐措施的有效性，從源頭控制塔頂回流系統(tǒng)的腐蝕問(wèn)題。對(duì)腐蝕嚴(yán)重的塔頂回流系統(tǒng)，可采取材質(zhì)升級(jí)的措施。根據(jù)介質(zhì)溫度不同采用升級(jí)為合適的材質(zhì)，如低溫系統(tǒng)可升級(jí)使用300系列不銹鋼、2205雙相鋼以及625等。材質(zhì)升級(jí)前要進(jìn)行充分的評(píng)估，結(jié)合工藝介質(zhì)特性充分考慮材質(zhì)的全流程防腐能力，兼顧材質(zhì)升級(jí)的經(jīng)濟(jì)性和合理性。采用渦流掃查技術(shù)對(duì)煉油裝置的塔頂回流系統(tǒng)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，對(duì)疑似減薄部位再通過(guò)超聲技術(shù)復(fù)測(cè)。該技術(shù)成功發(fā)現(xiàn)了某企業(yè)催化、焦化等裝置塔頂回流系統(tǒng)腐蝕減薄問(wèn)題，避免因腐蝕加劇導(dǎo)致泄漏甚至著火爆炸事故的發(fā)生。渦流掃查技術(shù)結(jié)合超聲定點(diǎn)測(cè)厚技術(shù)，可以進(jìn)一步確認(rèn)腐蝕問(wèn)題，該組合技術(shù)可在裝置正常運(yùn)行情況下應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)高效且準(zhǔn)確性較高。當(dāng)裝置停工檢修時(shí)對(duì)減薄部位進(jìn)行檢查，與正常生產(chǎn)時(shí)在線檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行對(duì)比，對(duì)腐蝕嚴(yán)重的部位進(jìn)行處理，若能滿(mǎn)足運(yùn)行周期的要求，可更換原材質(zhì)管線；如果嚴(yán)重腐蝕達(dá)不到使用年限的要求，可進(jìn)行材質(zhì)升級(jí)。需要特別關(guān)注原始腐蝕破壞形貌信息的收集，這是準(zhǔn)確分析腐蝕機(jī)理和制定防腐蝕措施和策略的重要依據(jù)通過(guò)關(guān)鍵裝置塔頂回流管線腐蝕情況的檢測(cè)及管控，以點(diǎn)帶面逐步建立起全生產(chǎn)流程腐蝕防護(hù)管理機(jī)制。通過(guò)全面檢測(cè)，梳理腐蝕重點(diǎn)裝置、重點(diǎn)部位，可建立詳實(shí)的防腐臺(tái)賬和數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)明確相關(guān)單位的職責(zé)和分工，如生產(chǎn)技術(shù)部門(mén)負(fù)責(zé)工藝防腐管理、設(shè)備部門(mén)負(fù)責(zé)升級(jí)改造可行性論證、各裝置負(fù)責(zé)定期檢測(cè)和防腐措施執(zhí)行等，各部門(mén)緊密配合，經(jīng)過(guò)多周期數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)，可形成關(guān)鍵裝置塔頂回流系統(tǒng)腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)，逐步建立全廠腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)。在此基礎(chǔ)上做好定期跟蹤和優(yōu)化工作，主要跟蹤防腐措施落實(shí)情況，對(duì)落實(shí)不到位導(dǎo)致腐蝕加劇的問(wèn)題需要研討再制定新的防護(hù)措施，逐步形成完整的腐蝕防護(hù)管理體關(guān)鍵煉油裝置塔頂回流系統(tǒng)腐蝕的控制，需要從工藝介質(zhì)源頭管理、設(shè)備材質(zhì)選用和監(jiān)控、裝置全生命周期防腐體系建立等方面來(lái)做好防腐工作。因此，應(yīng)持續(xù)做好原油劣質(zhì)化、腐蝕檢測(cè)等原始數(shù)據(jù)的積累，識(shí)別易腐蝕部位，從工藝技術(shù)防腐、材質(zhì)選材等方面采取控制措施才能有效避