加氫裝置腐蝕情況分析及對策

劉曉寅 魏玉琴（中國石油玉門油田公司煉油化工總廠，甘肅 酒泉 735200）

加氫裝置腐蝕情況分析及對策

劉曉寅 魏玉琴（中國石油玉門油田公司煉油化工總廠，甘肅 酒泉 735200）

隨著煉油裝置加工原油劣質(zhì)化的不斷加劇，加氫裝置腐蝕問題日益突出，已經(jīng)成為制約裝置長周期運行的一大瓶頸。本文通過對煉油廠加氫裝置腐蝕情況的機理分析，找出裝置不同部位腐蝕主要原因，利用工藝防腐技術(shù)，不斷改善裝置腐蝕現(xiàn)狀，對全廠設(shè)備的防腐蝕工作意義重大。

加氫裝置；腐蝕；工藝防腐；設(shè)備

石油加工過程中的工藝防腐技術(shù)作為設(shè)備防腐蝕工作的重要手段，涉及的內(nèi)容復(fù)雜廣泛，其主要內(nèi)容包括腐蝕介質(zhì)的處理和工藝操作的控制。做好工藝防腐工作對設(shè)備的防腐蝕工作意義重大，因此，開展加氫裝置的工藝防腐工作迫在眉睫，且勢在必行。

1 加氫裝置腐蝕現(xiàn)象

檢修期間，我們對煉廠主要加氫裝置的重點部位進行了腐蝕檢查，從檢查的結(jié)果來看，幾套加氫裝置均存在不同程度的腐蝕問題。其中，重整裝置預(yù)分餾、預(yù)加氫系統(tǒng)腐蝕嚴重，主要表現(xiàn)在預(yù)分餾進料/塔頂換熱器E-101換熱管口內(nèi)壁存在腐蝕缺陷坑，外壁表面存在大量腐蝕缺陷坑，坑深平均約為1mm；柴油改質(zhì)裝置C-501、航煤加氫裝置C-601小接管腐蝕減薄。

2 發(fā)生腐蝕的主要機理

原料油中的硫化物、氯化物和氮化物在催化裂化、延遲焦化、加氫處理等生產(chǎn)工藝過程中，反應(yīng)生成H2S、HCl、NH3，在有水或水蒸氣存在的條件下，形成了低溫H2S-HCl-NH3-H2O腐蝕環(huán)境。該環(huán)境主要存在于催化、焦化裝置分餾塔塔頂系統(tǒng)，加氫裝置反應(yīng)流出物系統(tǒng)，循環(huán)氫系統(tǒng)，汽提塔/分餾塔塔頂系統(tǒng)，重整預(yù)加氫反應(yīng)流出物系統(tǒng)等。在上述腐蝕環(huán)境中，碳鋼和低合金鋼的腐蝕形態(tài)以厚度減薄和局部腐蝕穿孔為主。

低溫H2S-HCl-NH3-H2O腐蝕環(huán)境比較復(fù)雜，因工藝不同、物料中腐蝕介質(zhì)的差別，各裝置的腐蝕機理也各不相同。加氫裝置和重整預(yù)加氫反應(yīng)流出物系統(tǒng)主要為NH4Cl腐蝕、NH4HS腐蝕、濕H2S損傷和氯離子應(yīng)力腐蝕開裂。下面簡單介紹一下NH4Cl腐蝕機理。

工藝操作過程中生成的NH3和HCl結(jié)合生成氣態(tài)的NH4Cl，當物流溫度降低到鹽的沉積點以下時，就會析出固態(tài)NH4Cl，呈現(xiàn)白色、綠色或褐色的外觀。NH4Cl有吸濕性，可以從氣態(tài)物流中吸取水分，導(dǎo)致NH4Cl鹽的垢下腐蝕。其反應(yīng)方程式如下：

NH4Cl+H2O→NH3·H2O+HCl

Fe+2HCl→FeCl2+H2↑

NH4Cl和H2S共存的情況下腐蝕會相互促進作用。氯化銨鹽水解生成的HCl會破壞FeS膜，生成FeCl2，然后FeCl2和H2S反應(yīng)生成FeS和HCl。如此不斷地連鎖反應(yīng)，金屬壁厚也就不斷變薄。最終，沉積物可能由NH4Cl、FeCl2和FeS混合組成。具體反應(yīng)方程式如下：

Fe+H2S→FeS+H2

FeS+2HCl→FeCl2+H2S↑

FeCl2+H2S→FeS+HCl

3 檢修前后腐蝕情況分析

（1）重整加氫裝置

重整車間檢修前后總共使用了兩個批次緩蝕劑，注入點為重整預(yù)分餾塔頂揮發(fā)線、重整蒸發(fā)脫水塔頂揮發(fā)線和重整穩(wěn)定塔頂揮發(fā)線。由圖1所示，檢修后，穩(wěn)定塔頂D202鐵離子含量較檢修前升高明顯，最高達到了9.8mg/L，說明裝置該部位腐蝕情況較為嚴重。

（2）柴油改質(zhì)裝置

如圖1所示，檢修前后，裝置D508鐵離子含量變化不大，但都超過了3mg/L的要求，說明裝置腐蝕情況較為嚴重。通過調(diào)整緩蝕劑注入方案的措施，效果并不明顯。

（3）柴油精制裝置

如圖1所示，檢修后，裝置V201鐵離子含量較檢修前明顯上升，數(shù)據(jù)均未達到＜3mg/L的要求，最高達到了8.28mg/L，說明裝置腐蝕情況較為嚴重。通過調(diào)整緩蝕劑注入方案等措施，鐵離子含量仍未達標。

圖1 重整、改質(zhì)、精制裝置檢修前后鐵離子變化情況

4 主要腐蝕問題總結(jié)及原因分析

一方面，資料顯示原油中的無機氯主要分布在350℃以上的重組分中，如果原油的脫后含鹽效果不佳，直接導(dǎo)致后續(xù)的柴油改質(zhì)、柴油精制等裝置腐蝕情況加劇。另一方面，柴油改質(zhì)、柴油精制、重整這3套裝置均在檢修后出現(xiàn)了鐵離子含量超標現(xiàn)象，其緩蝕劑均由同一家公司供應(yīng)，車間會同廠家技術(shù)人員進行加注方案調(diào)整后效果不佳，下一步考慮優(yōu)選緩蝕劑，以達到降低裝置腐蝕的目的。

5 下一步工藝防腐主要工作

（1）嚴密關(guān)注各裝置含硫污水鐵離子、氯離子、PH值的變化趨勢；

（2）根據(jù)水質(zhì)分析的鐵離子含量、PH值，及時調(diào)整注水量和緩蝕劑加注比例；

（3）從目前的水質(zhì)分析看，兩套柴油加氫裝置鐵離子持續(xù)超標，目前已聯(lián)系廠家退貨，針對加氫裝置的特殊工藝腐蝕環(huán)境，優(yōu)選緩蝕劑；

（4）結(jié)合大檢修期間新安裝的在線防腐檢測設(shè)備，動態(tài)監(jiān)控重整預(yù)分餾塔、柴油改質(zhì)裝置汽提塔頂?shù)戎攸c部位腐蝕情況。

6 結(jié)語

從全廠腐蝕情況綜合來看，煉油裝置腐蝕情況較難控制的裝置主要以加氫裝置為主，包括汽柴油加氫、重整加氫等裝置，下一步，我們在不斷優(yōu)化裝置操作條件的同時，加大對緩蝕劑、注水等工藝條件的管控，從工藝防腐技術(shù)研究入手，系統(tǒng)全面地開展設(shè)備防腐工作，保證煉油裝置長周期安全平穩(wěn)運行。

[1]胡洋.李文戈.谷其發(fā)，煉油廠設(shè)備腐蝕與防護圖解[M].北京：中國石化出版社，2015.8.

劉曉寅（1984-），男，漢族，浙江龍游人，工程師，主要從事煉油廠工藝技術(shù)管理工作。