常減壓裝置加工高硫原油防腐蝕技術(shù)

1、常減壓裝置加工高硫原油防腐蝕技術(shù)張 M 川 ZHANG Mi-chuan 曰代松偉 DAI Song-wei（烏魯木齊石化公司煉油廠，烏魯木齊 830019）摘要院烏魯木齊石化公司煉油廠二套常減壓裝置在加工高硫原油時(shí)，工藝 設(shè)備和管道腐蝕嚴(yán)重。為此，采取了綜合防腐蝕技術(shù)，收到了較好的效果：除 了工藝“一脫三注”和采取原油分儲(chǔ)分煉外，還在設(shè)備選材和材料表面處理方 面采取了很多措施，如換熱器管束滲鋁；用ND鋼制作空氣預(yù)熱器；用0Cr18Ni10Ti制作管束和16Mn R+0Cr18Ni10Ti復(fù)合板制作殼體，減壓塔采用20g+1Cr13 和20g+316L以抗高溫硫、環(huán)烷酸腐蝕等。另外在一些設(shè)備的

2、 表面采取涂敷防腐涂料的措施。關(guān)鍵詞 院高硫原油加工；防腐蝕；一脫三注；原油分儲(chǔ)分煉；材料選擇中圖分類號(hào)院TE98文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼院A文章編號(hào)院1006-4311（2015）27-0143-020引言隨著國(guó)家對(duì)原油資源的調(diào)控，按照集團(tuán)公司的戰(zhàn)略部署，烏魯木齊石化公 司（以下簡(jiǎn)稱烏石化公司）加工高硫原油的比例逐年增大，原油的硫含量和酸值 呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，由此帶來一系列設(shè)備、管線的腐蝕問題，給裝置安全生產(chǎn)留 下了重大隱患。為提高產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，采取工藝設(shè)備綜合防腐措施，以延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命和裝置開工周期。1工藝防腐1.1加強(qiáng)“一脫三注”工藝管理烏石化公司二常減壓加工原油3.5Mt/a，現(xiàn)有三套復(fù)式

3、高效交直流電脫鹽成套設(shè)備，單套容積162m3。2006年裝置擴(kuò)能改造，利用美國(guó)Petrelite公司80年代開發(fā)的高速電脫鹽技術(shù)，在電脫鹽罐現(xiàn) 有容積不足情況下，采用高速電脫鹽設(shè)備的處理能力比傳統(tǒng)的低速電脫鹽處理 能力大0.75耀1.0倍，設(shè)備的占地空間小，實(shí)現(xiàn)了小罐大處理量的目標(biāo)。調(diào)整換熱流程，采取原油與重油催化裝置柴油熱聯(lián)合的方式，提高原油脫 鹽溫度。為了適應(yīng)原油加工的需要，使用新型高效油溶性破乳劑和高效脫鹽 劑，以提高電脫鹽合格率，使脫后原油含鹽量控制在3mg/l以下。為了更好地控制三塔頂注氨量，采用 CR-1000在線腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)調(diào) 整控制切水pH值在7.0耀8.0。塔頂注水原使

4、用三塔頂切水回用，因影響到產(chǎn) 品質(zhì)量和含硫污水二次腐蝕問題，改為注除鹽水，并有利于對(duì)塔頂切水鐵離子 含量的準(zhǔn)確分析檢測(cè)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)不斷的實(shí)踐摸索，總結(jié)出了一套塔頂注氨量、塔 頂餾出量與除鹽水注入量合適的匹配參數(shù)，減緩了塔頂冷凝冷卻設(shè)備結(jié)銨垢的 速度，減少了除鹽水耗量和含硫污水的排放量。在初餾塔頂、常壓塔頂和減壓塔頂注入緩蝕劑是有效的防腐方法。生產(chǎn)中 采用“ 7019 ”緩蝕劑已多年，但不適合高硫高酸值原油，目前采用的 NS-101 高效緩蝕劑，確保了塔頂切水中鐵離子含量低于3mg/l。1.2原油分儲(chǔ)分煉根據(jù)原油含硫量、含鹽量和酸值高低，從入廠開始分開儲(chǔ) 存，并依據(jù)后續(xù)裝置原料所需和加工過程中腐蝕情

5、況，按比例向煉油廠兩套常 減壓裝置摻混配給，以減緩設(shè)備和管線腐蝕。1.3在高溫部位注入阻垢劑和高溫緩蝕劑減底渣油系統(tǒng)共計(jì)7臺(tái)換熱器，阻垢劑注入前因腐蝕泄漏或結(jié)垢嚴(yán)重，檢修4臺(tái)次/1年，阻垢劑注入后檢修2 臺(tái)次/2年，可見其效果非常明顯目前中石化已研制出了緩蝕性能優(yōu)于美國(guó)同類產(chǎn)品的高效高溫緩蝕劑。在 減四線抽出部位注入GX-195高溫緩蝕劑，鐵離子濃度最高達(dá)到 197mg/l ,下 降到11.4mg/l。因油油品性質(zhì)變化，減二三四線恢復(fù)注入高溫緩蝕劑工作目前 還在緩蝕劑選型階段，據(jù)一套常減壓裝置試用LX-213高溫緩蝕劑結(jié)果，蠟油中鐵離子含量下降明顯，說明高溫硫-環(huán)烷酸對(duì)設(shè)備管道腐蝕程度降低。2

6、防腐材料2.1 ND鋼的應(yīng)用碳鋼制成的空氣預(yù)熱器熱管在硫酸露點(diǎn)腐蝕環(huán)境下的腐蝕 速率極快。利用耐硫酸露點(diǎn)腐蝕的09CrCuSb （ ND鋼）制造空氣預(yù)熱器熱管，可以延長(zhǎng)熱管的使用壽命。ND鋼的耐蝕性是由于腐蝕而發(fā)生鈍化，在鋼管表面上生成富含Cr，Cu，Sb等合金元素的耐蝕膜。但使用 ND鋼熱管，仍 要保持排煙溫度在煙氣露點(diǎn)溫度（約140益）以上。2.2復(fù)合管和復(fù)合板的應(yīng)用復(fù)合鋼板已廣泛應(yīng)用在煉油廠的壓力容器、反應(yīng) 器、塔、換熱器的制作。隨著原油加工量的增大和硫含量的增加，常減壓裝置 的常壓塔、減壓塔等設(shè)備采用了20g+1Cr13 和20g+316L，減底渣油換熱器采用了 16M nR+0Cr1

7、8Ni10Ti殼體，使用效果很好。2.3不銹鋼和合金鋼在換熱器應(yīng)用為了減緩高溫硫-環(huán)烷酸腐蝕，對(duì)于300 益以上減底渣油換熱器采用0Cr18Ni10Ti材質(zhì)制作管束，減底渣油板式換熱器 采用超級(jí)不銹鋼UNS S31254制作板束，端管采用316L材質(zhì)制作，膨脹節(jié)采 用SUS316材質(zhì)制作；在空氣預(yù)熱器殼體內(nèi)壁保溫層上貼0Cr18Ni10Ti材質(zhì)鋼板；對(duì)于240益以上介質(zhì)含硫量大的換熱器管束采用1Cr5Mo材質(zhì)，根據(jù)目前的使用現(xiàn)狀效果均比較好2.4管線材質(zhì)升級(jí)對(duì)裝置介質(zhì)溫度240益以上的管線，全部安排進(jìn)行材質(zhì)升級(jí)，由原來的20號(hào)鋼，更換為1Cr5Mo鋼。加熱爐常壓爐輻射室爐管全部 更換為1Cr5

8、Mo材質(zhì)，減壓爐輻射室爐管更換為0Cr19Ni9 （原設(shè)計(jì)有部分1Cr5Mo材質(zhì)代用），對(duì)流室介質(zhì)為常底油爐管升級(jí)為1Cr5Mo材質(zhì)。根據(jù)材質(zhì)升級(jí)前后無損檢測(cè)結(jié)果對(duì)比，平均腐蝕率由0.23mm/a 下降為目前的0.017mm/a 。2.5管束滲鋁和冷熱固化防腐固化防腐是在一定工藝條件下，金屬表面均勻 附著涂層，達(dá)到介質(zhì)腐蝕物與金屬隔離的目的。目前使用的JST-2L冷固化涂料和DH22-2熱固化涂料，對(duì)于低溫介質(zhì)防腐蝕效果比較好，尤其是循環(huán)水冷 卻器防腐蝕經(jīng)濟(jì)有效。目前裝置上有14臺(tái)換熱器管束經(jīng)固化處理，運(yùn)行正常。2.6搞好設(shè)備和管道的外防腐采用帶銹防腐涂料和優(yōu)質(zhì)聚氨脂涂料，對(duì)每一 個(gè)工程做好表

9、面防腐工作，對(duì)在用設(shè)備管道定期實(shí)施外防腐。帶銹防腐涂料能 將一般的鐵銹轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的無害銹，因此只需除掉浮銹，便可進(jìn)行涂敷。選用 優(yōu)質(zhì)聚氨脂涂料，可提高涂裝效果，延長(zhǎng)防腐壽命。2.7其它防腐措施加熱爐金屬內(nèi)壁噴刷高溫氰凝防腐漆；空氣預(yù)熱器冷空氣 采用加熱盤管預(yù)熱，以提高煙氣局部溫度過低造成的露點(diǎn)腐蝕；加熱爐對(duì)流室 爐管停工時(shí)采用化學(xué)清洗；渣油冷箱和蒸發(fā)式空冷器水箱防腐新技術(shù)的應(yīng)用， 水冷器管束犧牲陽極保護(hù)防止電化學(xué)腐蝕等，都取得了園滿成功。3防腐蝕監(jiān)測(cè)3.1在線腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與中國(guó)科學(xué)院金屬研究所腐蝕監(jiān)測(cè)組合作，引進(jìn)CR-1000在線腐蝕檢測(cè)系統(tǒng)。在三塔頂冷凝冷卻器前后管道上安裝DGG -KF40

10、 -850 -20#D05-T240P1.0電感探針6個(gè)，在減底渣油高溫管道上安裝 ER-Y2-S05-HP-500電阻探針1個(gè)，對(duì)設(shè)備管道腐蝕情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。利用電位法原電 池原理，在三塔頂回流罐底切水線上安裝 InPro4501PH 計(jì)探頭3個(gè)，監(jiān)測(cè)三 塔頂系統(tǒng)pH值變化，指導(dǎo)操作人員隨時(shí)調(diào)整注氨量，對(duì)塔頂系統(tǒng)腐蝕達(dá)到了 實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。3.2裝置采用的腐蝕監(jiān)測(cè)方法在裝置各容器內(nèi)定點(diǎn)掛相應(yīng)材質(zhì)的試片，共計(jì)47組282片，每個(gè)檢修周期回收后稱重，計(jì)算出各部位的腐蝕速率。加強(qiáng)裝置重點(diǎn)腐蝕部位的定點(diǎn)測(cè)厚及材質(zhì)管理，利用網(wǎng)絡(luò)壓力容器安全管理系統(tǒng)和壓力管道安全管理系統(tǒng)，繪制每臺(tái)設(shè)備和每條管道的空視圖，

11、開展定點(diǎn)測(cè)厚，數(shù)據(jù)收集與整理對(duì)比工作。利用電渦流檢測(cè)技術(shù)，預(yù)測(cè)熱管束壽命，安排備用管束制作計(jì)劃。利用遠(yuǎn)紅外熱成像技術(shù)定期對(duì)加熱爐進(jìn)行監(jiān)測(cè)，指導(dǎo)加熱爐安全操作運(yùn)行和檢修。對(duì)裝置無法檢測(cè)的小接管，全面統(tǒng)計(jì)建立臺(tái)帳，有計(jì)劃進(jìn)行更換，消除管理盲區(qū)。3.3取樣化驗(yàn)分析每年初防腐檢驗(yàn)計(jì)劃與產(chǎn)品檢驗(yàn)計(jì)劃一同制定上報(bào)，重視檢驗(yàn)計(jì)劃，及時(shí)收集和整理檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，有效指導(dǎo)裝置防腐工作。4基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測(cè)淵RBI冤應(yīng)用基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測(cè)(RBI)是是在對(duì)系統(tǒng)中固有的或潛在的危險(xiǎn)發(fā)生的可能性 與后果進(jìn)行科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，給出風(fēng)險(xiǎn)排序找出薄弱環(huán)節(jié)，以確保本質(zhì)安全 和減少運(yùn)行費(fèi)用為目標(biāo)，優(yōu)化檢驗(yàn)策略的一種管理方式。2007年公司與

12、國(guó)家壓力容器與管道安全工程技術(shù)研究中心(合肥通用機(jī)械研究所）合作，在二套常減壓裝置開展應(yīng)用工作。對(duì)全裝置46臺(tái)容器，108臺(tái)冷換設(shè)備，5座塔，2座加熱爐，514條壓力管道進(jìn)行評(píng)價(jià)，給出了腐蝕 流、腐蝕機(jī)理和損傷模式，確定了風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)排序，依此制定檢驗(yàn)策 略。表1是2012-2014 年間烏魯木齊石化公司的原油加工總量和含硫原油所 占比例。分析表1發(fā)現(xiàn)烏魯木齊石化公司2012-2014年間的加工含硫原油的比例是 逐年增大的，原油的硫含量和酸值呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，但是該公司的設(shè)備、管線 腐蝕問題并沒有逐年嚴(yán)重，反而逐漸減輕，這說明采用常減壓裝置加工高硫原 油防腐蝕技術(shù)是可行的、有效的。5結(jié)論淤常減壓裝置的低溫輕油部位及冷凝冷卻系統(tǒng)處于H2S-HCI-H2O 腐蝕環(huán)境，碳鋼在此環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的均勻腐蝕，奧氏體不銹鋼則表現(xiàn)為應(yīng)力腐蝕 開裂。此部位材料防腐使用耐氯化物應(yīng)力腐蝕、耐孔蝕能力強(qiáng)，綜合力學(xué)性能 比較好的雙相不銹鋼，如 00Cr18Ni5Mo3Si 等。于在三塔頂餾出系統(tǒng)以工藝 防腐蝕為主，結(jié)合設(shè)備抗腐蝕新材料選擇；在高溫硫-環(huán)烷酸腐蝕部位，以選擇耐蝕材料為主，同時(shí)結(jié)合工藝注劑緩解設(shè)備管道腐蝕。盂加強(qiáng)原油腐蝕的預(yù)評(píng) 價(jià)，針對(duì)不同的原油采取相應(yīng)的”一脫三注”工