煉制高硫原油裝置的防腐措施

黃美福

摘 要：揭陽中委合資廣東石化2000萬t/a重質原油所加工的Merey16原油屬于高硫--環(huán)烷基--高酸--超重質油。具有高密度、高含硫、高氮、高殘?zhí)俊⒏呓饘?、高酸值?高的特征。選擇采用加氫與脫碳相結合的總體加工路線，總加工路線：延遲焦化--蠟油加氫處理--催化裂化--加氫裂化，初餾點～65℃和初餾點～165℃餾分收率低，辛烷值較低，硫含量和銅片腐蝕不合格。

關鍵詞：超重油;高硫;高酸;防腐;措施

1 前言

中石油廣東石化2000萬t/a重質原油是由中國石油與委內(nèi)瑞拉合資，本項目主要加工裝置的設計點按照“50%Merey16原油+50%兩伊原油”考慮，可以兼顧“50%Merey16原油”工況，和“50%兩伊原油”工況，設計規(guī)模仍為2000萬t/a。

2 委內(nèi)瑞拉Merey16原油性質分析

廣東石化所加工的Merey16原油屬于高硫--環(huán)烷基--高酸--超重質油。研究表明，Merey16原油的輕質油收率較低，大于200℃的餾分占原油的9.47%，小于360℃的餾分達到30.55%。初餾點～65℃和初餾點～165℃餾分收率低，辛烷值較低，硫含量和銅片腐蝕不合格。具有高含硫、高氮、高酸值等的特征，Merey16原油160～210℃餾分的酸度和銅片腐蝕、閃點等不合格。

從Merey16原油的一般性質看，Merey16原油屬于重質高硫高酸環(huán)烷基原油，屬世界上最難加工的劣質原油之一。原油高硫高酸的性質決定了各裝置設備的腐蝕會很大，從常減壓裝置就要對原油加強脫鹽脫水工作，減少設備腐蝕，減少硫氯離子對二次加工裝置的影響，二次加工裝置采取各種防腐措施防止裝置的腐蝕。

3 Merey16原油加工過程中對裝置的腐蝕監(jiān)測

煉制高硫高酸原油過程中，存在著嚴重的腐蝕問題，極容易造成機械設備和管道出現(xiàn)各種腐蝕問題，不僅需要臨時停車搶修、造成經(jīng)濟損失，還有可能引發(fā)泄漏、爆炸等安全事故。廣東石化煉制的原油是高酸高硫原油，對裝置的腐蝕很大，高含量的硫元素與高含量的石油酸聯(lián)合作用下，腐蝕問題將會極其嚴重和復雜。

3.1 各裝置腐蝕機理分析

從常減壓裝置的流程可以知道大部分的雜質都在脫鹽系統(tǒng)脫除，原油中對設備腐蝕影響最大的成分就是以多種形態(tài)存在的硫，各裝置主要發(fā)生高溫硫腐蝕和低溫濕硫化氫腐蝕。HCl在有水的情況下，會對金屬產(chǎn)生應力腐蝕開裂，特別是對奧氏體不銹鋼，加氫裂化裝置臨氫系統(tǒng)的管線很容易受到氯離子應力腐蝕以及含硫介質腐蝕，生產(chǎn)過程產(chǎn)生的氯化銨、硫氫化銨胺鹽沉積結垢，會造成換熱效率降低，設備前后壓差增大，并在管中沉積形成垢下腐蝕而造成管線開裂泄漏。

3.2 腐蝕部位的監(jiān)控目的

針對不同裝置要有針對性的對腐蝕部位的進行監(jiān)測，防止腐蝕嚴重造成泄漏引發(fā)事故。腐蝕監(jiān)腐蝕監(jiān)測主要有以下幾個目的：判斷腐蝕發(fā)生的程度和腐蝕形態(tài)，監(jiān)測腐蝕控制方法的使用效果，對腐蝕隱患進行預警，判斷是否需要采取工藝方式進行防腐，評價設備管道的使用狀態(tài)和壽命，幫助制定管道檢修計劃。

3.3 腐蝕部位的監(jiān)控方法

采用腐蝕掛片（塊）、電阻探針、定點測厚、現(xiàn)場腐蝕試驗裝置、冷凝水分析等監(jiān)測手段。

4 各主要裝置的腐蝕部位分析及防腐措施

4.1 常減壓裝置腐蝕部位及防腐措施

4.1.1 常減壓裝置腐蝕部位

常減壓裝置低溫濕硫化氫腐蝕主要發(fā)生在常減壓裝置蒸餾塔頂部，常減壓裝置高溫硫腐蝕部位主要包括：常減壓塔下部及塔底管線、常壓重油和減壓渣油換熱器等，環(huán)烷酸鹽腐蝕部位多在加熱爐管、轉油線 分餾塔側線、塔底到等部位。

4.1.2 常減壓裝置防腐措施

采用三級電脫鹽技術，開好電脫裝置，做好脫鹽脫水工作，保證電脫鹽合格率，減少雜質對后續(xù)設備的和操作的影響，在常減壓塔頂?shù)臍庀嗔鞒鼍€加注緩蝕劑進行防腐。

常減壓裝置的防腐主要采用“高溫部位以材質升級為主，低溫部位以工藝防腐為主，廣泛采用防腐新技術降低防腐成本”的防腐技術思路?？捎?0R+0Crl3復合板制造常壓塔頂HCl-H2S-H20部位的殼體，常壓塔頂襯里及冷凝冷卻器易腐蝕部位試用00Crl8Ni5Mo3Si2雙相不銹鋼，做好常減壓裝置的防腐工作可以減少二次加工原料中鐵離子對下游裝置的影響。

4.2 焦化裝置腐蝕部位及防腐措施

4.2.1 焦化裝置腐蝕部位

焦化裝置中高溫部位較多，主要腐蝕為典型的高溫硫腐蝕，如分餾塔的側線、循環(huán)線、從分餾塔進料泵、加熱爐至焦炭塔的高溫渣油線及焦炭塔底拿油線等，焦化裝置管線測厚情況表明：管內(nèi)介質流速越大，腐蝕越嚴重;溫度越高，腐蝕速率越大;彎頭、大小頭、三通、設備進出口接管等易產(chǎn)生湍流、渦流部位，腐蝕速率高;直管段腐蝕速率最小;高溫下碳鋼腐蝕速率較大。

4.2.2 防腐措施

材質升級，在高溫部位，尤其在高溫含固體顆粒介質的部位采用Cr5Mo鋼和含鉻13%以上的不銹鋼是有效的防腐蝕措施。廣東石化焦化裝置易腐蝕高溫段的管線及設備采用含鉻鋼材，這些部位主要有焦炭塔揮發(fā)線、高溫部位管線、加熱爐輻射管、冷換熱器管束、循環(huán)油泵、蠟油泵、中段回流泵及拿油線等。廣東石化焦化裝置是高硫高酸原料的焦化裝置，其柴油、蠟油、重蠟、底循系統(tǒng)的管線設備都要注意選材的防腐等級，整體分餾塔、分餾塔頂管線和設備等材質的選擇，要嚴格按照選材要求執(zhí)行。采用高溫緩蝕劑，降低環(huán)烷酸的腐蝕?？刂屏魉俸土鲃訝顟B(tài)，設備結構及管線布置應合理.避免熱應力、液體停滯或局部過熱，減少渦流和盲區(qū)，減少流向劇變和形成低壓區(qū)，防止沖蝕。調整、優(yōu)化工藝，嚴格按工藝指標操作，設備禁止超溫超壓，減少波動。消除應力，對操作溫度較高的管線及設備進行焊后消除應力熱處理，防止應力腐蝕。

4.3 加氫裝置腐蝕部位及防腐措施

4.3.1 加氫裝置腐蝕部位

低溫H2S-HCl-H2O腐蝕在加氫裝置高低分、汽提塔頂氣、脫丁烷塔頂氣系統(tǒng)、高壓空冷、高壓換熱器、各酸性水罐和水線、脫汽塔底塔底、循環(huán)氫脫硫系統(tǒng)的管線，柴油干燥塔頂流出線以及壓縮機的吸排氣閥。高溫H2S+S腐蝕在分餾塔底等溫度大于240℃的部位，高溫H2S+S+H2腐蝕在反應系統(tǒng)和二段原料油系統(tǒng)發(fā)生。加氫各裝置的腐蝕主要是高溫氫、硫化氫、銨鹽、氯化氫、連多硫酸腐蝕等引起的，腐蝕機理和腐蝕部位大致相同。

4.3.2 加氫裝置防腐措施

低溫部位腐蝕可以采用以下幾種措施：在高壓換熱器和高低分空冷入口注水點保正足夠的剩余液相水，目的是吸收注水點氣相的HCl防止發(fā)生露點腐蝕和NH4Cl鹽結晶，降低冷高分的水胺鹽的濃度;高壓空冷的注水中注入緩蝕劑，建議廣東石化采用，減少高壓空冷的腐蝕;高壓空冷換熱管和管箱材料選用Alloy825;汽提塔頂和脫丁烷塔頂加注緩蝕劑;設立循環(huán)氫脫硫系統(tǒng)，降低循環(huán)氫中的H2S含量。嚴格控制新氫中的氯離子含量，可以有效降低氯離子和銨鹽對裝置的腐蝕和影響。采用重整氫裝置的控制好連續(xù)重整裝置的水氯平衡，減少重整氫中的氯離子，并且在使用重整氫裝置的新氫壓縮機前設置低溫脫氯罐。嚴格控制蠟油加氫、加氫裂化、柴油加氫、航煤加氫、汽油加氫裝置的原料，保證原料的指標符合要求。

高溫部位的腐蝕主要采用不銹鋼復合板，采用堆焊不銹鋼結構。反應器、加熱爐管、換熱器管、管線以及設備的襯里材料和內(nèi)部構件注意連多硫酸的腐蝕，應選用帶穩(wěn)定性元素的18-8不銹鋼，平穩(wěn)生產(chǎn)減少非正常停工可以減少反應器的氫腐蝕。在低分氣線、脫丁烷塔頂流出線、各酸性水流出線等重要的腐蝕部位裝電感探針檢測。日常管理中嚴加控制溫度、壓力等參數(shù)，嚴格控制好原料的各個指標，防止造成原料的硫氮含量超標。

5 總結

廣東石化針對高硫高氮原油時在初始設計中就考慮到設備的防腐工作，采用了三級原油脫鹽、注緩蝕劑、注中和劑、針對不同的腐蝕介質采用特殊的鋼材、高壓空冷注水、設置脫氯罐等方法，在設計中也可以考慮采用在線監(jiān)測腐蝕設施，在注水中注入緩蝕劑腐蝕，注入的緩蝕劑要控制高氯的注劑。對于重整裝置要做好石腦油加氫裝置的運行保證原料的質量，做好水氯平衡，采用穩(wěn)定型不銹鋼防止晶間腐蝕。輕烴回收裝置的液體脫硫和干式脫硫效果好壞直接影響著后續(xù)設備的腐蝕，保證貧胺質量和操作條件平穩(wěn)至關重要。

參考文獻：

[1]蘇志文.催化裂化裝置反——再系統(tǒng)的高溫腐蝕與防護[J].石油化工與防護，2009，26（4）：30-33.