在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)在蠟油加氫裝置的應(yīng)用

苗小帥，呂海寧，李　明，翟志偉

(中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南　洛陽　471012)

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在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)在蠟油加氫裝置的應(yīng)用

苗小帥，呂海寧，李明，翟志偉

(中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南洛陽471012)

蠟油加氫裝置的設(shè)備腐蝕主要存在于高溫硫化氫腐蝕和低溫硫化氫腐蝕。洛陽石化為了監(jiān)控裝置關(guān)鍵部位腐蝕狀況，增上在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)，文中對其機(jī)理和功能進(jìn)行了闡述，并對在線腐蝕曲線進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)在蠟油加氫裝置工藝防腐中起到指導(dǎo)作用，當(dāng)原料蠟油硫含量<1.2%時，裝置發(fā)生腐蝕的主要部位是硫化氫汽提塔頂空冷入口管線和冷高壓分離器酸性水管線，當(dāng)原料蠟油硫含量>1.2%時，硫化氫汽提塔頂空冷出口、低壓分離器酸性水管線及富氫氣體脫硫塔入口管線腐蝕速率加快。

蠟油加氫裝置；腐蝕；在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)

2.2 Mt/a蠟油加氫處理裝置是十一五期間中石化洛陽分公司油品質(zhì)量升級改造工程之一，裝置以減壓蠟油、焦化蠟油和脫瀝青油的混合油為原料，進(jìn)料硫含量為1.73 wt%,采用FRIPP開發(fā)的FFHT蠟油加氫處理工藝技術(shù)，主要生產(chǎn)硫含量低于1700 μg/g的精制蠟油，為催化裂化提供優(yōu)質(zhì)的原料。

加氫裝置是煉油裝置的重要脫硫裝置，原料硫含量比較高，同時也是設(shè)備腐蝕最為嚴(yán)重的部位，加強(qiáng)對關(guān)鍵部位的防腐保護(hù)是裝置長、滿、優(yōu)運(yùn)行的重要保證。裝置中設(shè)備和管材遇到的主要腐蝕形式有高溫氫腐蝕、氫脆、高溫硫化氫腐蝕、

低(濕)硫化氫腐蝕和連多硫酸腐蝕等[1-2]。在2011年停工大檢修期間分公司給蠟油裝置增上腐蝕在線監(jiān)測系統(tǒng)，并完成5個關(guān)鍵監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)。本文對蠟油加氫在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)的機(jī)理、功能及應(yīng)用情況進(jìn)行分析。

1　蠟油加氫裝置腐蝕在線監(jiān)測系統(tǒng)的建立

洛陽石化2.2 Mt/a蠟油加氫裝置在線監(jiān)測系統(tǒng)于2011年9月停工大檢修期間在反應(yīng)系統(tǒng)共安裝1套高溫探針，4套低溫探針，其具體安裝位置見表1。

表1　腐蝕監(jiān)測點(diǎn)在加氫裝置的分布

在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成：電感探針、現(xiàn)場腐蝕數(shù)據(jù)采送器、數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)化模塊、上位機(jī)及腐蝕管理決策系統(tǒng)軟件。在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)布線原理圖見圖1。

圖1　在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)布線原理圖

1.1電感探針

電感探針測量原理是通過探針檢測腐蝕減薄所引起的磁通量的變化直接測得腐蝕深度，從而計(jì)算出金屬腐蝕速率，適用于各種介質(zhì)，測量靈敏度高，可以測量腐蝕速率的短期變化。電感探針除了有片狀結(jié)構(gòu)形式，還有管狀結(jié)構(gòu)形式，適用于不同管徑，小于100 mm的小管徑管線適宜采用片狀探針。電感探針的溫度補(bǔ)償效果比電阻探針好，由于激勵信號是高頻信號，抗干擾性好[3-4]。

腐蝕探針根據(jù)安裝方式有拆卸式和固定式兩種。本系統(tǒng)主要采用可帶壓拆卸式探針，其現(xiàn)場安裝結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　可帶壓拆裝式腐蝕探針安裝示意圖

1.2現(xiàn)場數(shù)據(jù)采送器

采送器的功能是產(chǎn)生交流電信號激勵探針測量線圈，將感應(yīng)到的變化量轉(zhuǎn)化為可處理可傳送的數(shù)字信號，并通過RS485現(xiàn)場總線傳送到數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊，再傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。

1.3數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊

數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊是腐蝕監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，通過數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊中的RS485轉(zhuǎn)換接口實(shí)現(xiàn)采送器與上位機(jī)之間的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通訊，同時該模塊中的電源轉(zhuǎn)換器還為采送器供電。數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊最多同時支持32路采送器的接入。

1.4在線監(jiān)腐蝕測上位機(jī)

上位機(jī)可采用可靠性較高的工控機(jī)，也可以采用普通的PC機(jī)代替，一般每一臺生產(chǎn)裝置配置一臺上位機(jī)，以提高腐蝕在線監(jiān)測的可靠性。上位機(jī)安裝一個或多個數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。同時，上位機(jī)安裝有現(xiàn)場監(jiān)控軟件以實(shí)現(xiàn)：(1)各點(diǎn)監(jiān)測的組態(tài)；(2)監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲；(3)監(jiān)測數(shù)據(jù)的展示。通過多點(diǎn)實(shí)時在線監(jiān)測，獲得生產(chǎn)過程中各流程腐蝕狀況，數(shù)據(jù)匯總到生產(chǎn)車間，根據(jù)反饋數(shù)據(jù)調(diào)整生產(chǎn)工藝。

2　蠟油加氫裝置在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1在線腐蝕監(jiān)測曲線與原料蠟油硫含量變化關(guān)系

圖3是2013年10月至2014年5月蠟油加氫裝置監(jiān)測點(diǎn)在線腐蝕監(jiān)測曲線，圖4是蠟油加氫原料油硫含量變化曲線。

圖3　在線腐蝕監(jiān)測曲線

圖4　原料油硫含量變化曲線

由圖3可知，自2013年10月至2014年5月的5個實(shí)時監(jiān)測點(diǎn)管道腐蝕損耗均呈緩慢上升趨勢；由圖4可以知，自2013年10月至2014年5月，裝置加工蠟油硫含量呈遞增趨勢，在2014年5月份硫含量高達(dá)1.5%。通常，引起管道腐蝕加劇與原料油硫含量以及注水量、緩蝕劑用量有直接關(guān)系，但是這段時間運(yùn)行期間內(nèi)，注水量和緩蝕劑量未發(fā)生較大改變，因此可以分析，引起管道腐蝕加劇的主要原因是原料油硫含量的增加。

由圖3分析，T5101塔頂空冷入口管道和V5104酸性水管道在線腐蝕曲線明顯比較陡峭，腐蝕損耗比較大，這與管線中的介質(zhì)有直接的關(guān)系，T5101塔頂空冷入口管道中介質(zhì)為245 ℃左右的油氣，且其中含量硫化氫和水，發(fā)生高溫硫化氫腐蝕；V5104酸性水管道中介質(zhì)為50 ℃的HCl、H2S、NH3、H2O溶液，當(dāng)H2S、HCl共存時,腐蝕更加嚴(yán)重[5]。這是因?yàn)榱蚧瘹渑c鐵反應(yīng)中生成的硫化亞鐵能繼續(xù)和氯化氫起反應(yīng)：FeS+2HCl=FeCl2+H2S。氯化亞鐵能溶于水中，使腐蝕越來越深。裝置原料中含有少許Cl-，而且重整氫中也含有Cl-，另外系統(tǒng)蒸汽中也含Cl-，所以裝置也存在這種腐蝕[6]。

2.2探測點(diǎn)管道腐蝕速率與原料蠟油硫含量的關(guān)系

通過系統(tǒng)軟件對探測點(diǎn)管道實(shí)時在線腐蝕監(jiān)測曲線進(jìn)行微分，繪制管道腐蝕速率曲線，圖5是自2013年10月至2014年5月管道腐蝕速率曲線。

圖5　管道腐蝕速率曲線

由圖5可以看出，自2014年2月以來，5個探測點(diǎn)管道腐蝕速率明顯呈現(xiàn)增大趨勢，這與圖4原料蠟油硫含量變化趨勢一致。2月份蠟油平均硫含量為1.2%，5月份蠟油平均硫含量為1.5%，增長0.3%，圖5可以看出，T5101塔頂空冷入口管道腐蝕速率由0.12 mm/a增長到0.33 mm/a，T5101塔頂空冷出口管道腐蝕速率由0.05 mm/a增長到3.21 mm/a，V5104酸性水管道腐蝕速率由0.16 mm/a增長到5.75 mm/a，V5105酸性水管道腐蝕速率由0.04 mm/a增長到4.21 mm/a，T5105入

口管道腐蝕速率由0.09 mm/a增長到16.56 mm/a，分析得知，在原料蠟油硫含量<1.2%時，T5101塔頂空冷入口管道發(fā)生高溫硫化氫腐蝕加劇，而其余四個探針低溫硫化氫腐蝕速率比較小，腐蝕比較平緩；當(dāng)原料蠟油硫含量>1.2%時，四個低溫探針發(fā)生低溫硫化氫腐蝕腐蝕速率比較快，腐蝕加劇。

3　結(jié)　論

通過對蠟油加氫裝置在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測曲線和實(shí)時原料蠟油硫含量分析可知，兩者變化規(guī)律是吻合的。

(1)引起管道腐蝕加劇的原因主要是原料蠟油硫含量的增加；

(2)在原料蠟油硫含量變化不大時，加氫裝置發(fā)生腐蝕的主要部位是硫化氫汽提塔頂空冷入口管線和冷高壓分離器酸性水管線；

(3)當(dāng)原料蠟油硫含量>1.2%時，硫化氫汽提塔頂空冷出口、低壓分離器酸性水管線及富氫氣體脫硫塔入口管線腐蝕速率加快。

[1]李大東.加氫處理工藝與工程[M].中國石化出版社,2004:857-858.

[2]韓鵬.在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)在催化裂化裝置的應(yīng)用[J].石化技術(shù),2012,19(2):50.

[3]易鐵虎.在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)在煉油裝置中的應(yīng)用[J].石油化工腐蝕與防護(hù),2012,29(5):44.

[4]楊曉惠.在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)在石化行業(yè)中的應(yīng)用[J].石油化工腐蝕與防護(hù),2011,28(3):40.

[5]扈興茹.加氫裝置設(shè)備的硫化氫腐蝕及防護(hù)[J].廣州化工,2012,40(4):82.

[6]張建宇.潤滑油加氫裝置設(shè)備腐蝕分析與防護(hù)措施[J].石油化工設(shè)備技術(shù)，2001，22(5):52.

Application of On-line Corrosion Monitoring System in Wax Oil Hydrogenation Unit

MIAOXiao-shuai,LVHai-ning,LIMing,ZHAIZhi-wei

(Luoyang Petrochemical, Henan Luoyang 471012, China)

Equipment corrosion of wax oil hydrogenation unit mainly exists in the high temperature hydrogen sulfide corrosion and hydrogen sulfide corrosion at low temperature.In order to monitor the corrosion status of key parts, Luoyang Petrochemical increased the on-line corrosion monitoring system. Its mechanism and function were introduced, and the curve of corrosion on the online was analyzed.The results showed that the on-line corrosion monitoring system played a guiding role in wax oil hydrogenation process corrosion protection, when raw material wax sulfur content < 1.2%, the main part was hydrogen sulfide corrosion to occur in the unit stripping tower cold air inlet pipe and cold high pressure separator acidic water pipeline, when the raw material of gudao sulfur content >1.2%, the hydrogen sulfide stripping tower air cooling export, low pressure separator acidic water pipeline and a hydrogen rich gas desulfurization tower entrance pipeline corrosion rate were accelerated.

wax oil hydrogenation unit; corrosion;on-line corrosion monitoring system

苗小帥(1987-)，男，碩士，工程師，從事蠟油加氫工藝技術(shù)工作。

TE624

B

1001-9677(2016)03-0129-03