關(guān)于提高煉油加氫裝置設(shè)備防腐蝕管控能力的探討

遲騁 中國(guó)石化揚(yáng)子石油化工有限公司

隨著原油開(kāi)采力度的不斷加大，作為全球最重要能源之一的石油資源日益減少，輕質(zhì)石油資源日益減少，原油逐漸出現(xiàn)了高硫、高金屬含量和重質(zhì)化的趨勢(shì)。按加工油的過(guò)程可分為兩大類，臨氫過(guò)程和非臨氫過(guò)程。相比較而言，“非臨氫”的技術(shù)制造手段獲得的煉油質(zhì)量相對(duì)較低，如今在原油的開(kāi)采日益增加、環(huán)境需求逐漸嚴(yán)格的現(xiàn)代化社會(huì)，如果繼續(xù)采用“非臨氫”的技術(shù)制造手段，就難以解決目前原油現(xiàn)狀。

因此，我們應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)氫化工藝的研究，提高氫化技術(shù)水平。目前，我國(guó)氫加工的使用占比已經(jīng)達(dá)到了工作總量的70%以上，加氫技術(shù)在當(dāng)代煉油行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，已經(jīng)成為提高煉油品質(zhì)的重要技術(shù)手段。但是在多年的使用經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)過(guò)不少質(zhì)量問(wèn)題，尤其是在煉油加氫裝置設(shè)備當(dāng)中，設(shè)備內(nèi)部的腐蝕問(wèn)題隨著時(shí)間的變化越來(lái)越嚴(yán)重。為此，必須重視設(shè)備的腐蝕防護(hù)，建立健全設(shè)備的腐蝕控制體系，有效地降低設(shè)備的腐蝕狀況，確保設(shè)備正常運(yùn)行。

一、煉油加氫設(shè)備當(dāng)中常見(jiàn)的腐蝕特性

加氫精制和裂化裝置中，設(shè)備的運(yùn)行條件變化較大，運(yùn)行溫度、壓力范圍較大，因此，在不同設(shè)備的各個(gè)部位加工設(shè)備的氫氣和硫化氫的腐蝕形態(tài)各不相同。就目前的實(shí)際情況來(lái)看，常見(jiàn)的腐蝕情況有：低溫度位置腐蝕反應(yīng)H2S+H2O、高溫度位置腐蝕反應(yīng)H2+H2S、高溫度氫腐蝕反應(yīng)。具體腐蝕特征如下。

（一）低溫度位置腐蝕反應(yīng)Н2S+Н2О

在碳鋼設(shè)備反應(yīng)中，H2S腐蝕存在著兩種反應(yīng)式，一種是“局部腐蝕反應(yīng)”另一種是“均勻腐蝕反應(yīng)”。這兩種腐蝕反應(yīng)一般都出現(xiàn)于設(shè)備焊縫部位，碳鋼設(shè)備反應(yīng)中存在著大量的氫原子，很容易產(chǎn)生應(yīng)力導(dǎo)向氫致開(kāi)裂（SOHIC）[1]。

（二）高溫度位置腐蝕反應(yīng)Н2+Н2S

在碳鋼設(shè)備反應(yīng)中高溫氫腐蝕是指：在設(shè)備高溫高壓的情況之下，氫原子和碳化物的侵入反應(yīng)從而產(chǎn)生甲烷氣泡，轉(zhuǎn)化公式為Fe3C+2H2→CH4+3Fe轉(zhuǎn)化。與此同時(shí)，晶間與非金屬之間不斷聚集，從而使得設(shè)備的強(qiáng)度、性能大幅度下降，進(jìn)而產(chǎn)生晶間斷裂現(xiàn)象。由于加氫裝置設(shè)備一般都長(zhǎng)時(shí)間處于高溫度、高壓力的環(huán)境之下運(yùn)行，便使得裝置容易發(fā)生高溫氫腐蝕現(xiàn)象，其主要特征為設(shè)備內(nèi)部表面脫碳。反之，在表面脫碳影響相對(duì)較小的情況之下不會(huì)讓設(shè)備產(chǎn)生裂痕，但是會(huì)讓局部鋼性能嚴(yán)重下降[2]。

二、提高煉油加氫裝置設(shè)備防腐蝕管控能力的探討

（一）腐蝕檢查的程序

在對(duì)煉油加氫裝置設(shè)備進(jìn)行清潔過(guò)后，應(yīng)該對(duì)整個(gè)設(shè)備進(jìn)行薄弱處的檢查，對(duì)整個(gè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描并分析出薄弱點(diǎn)，排查出管道是否存在穿孔漏水等危害。經(jīng)電磁波、高于20000Hz（赫茲）的超聲波測(cè)試儀器，證實(shí)了被檢測(cè)部位的厚度。此外如果設(shè)備內(nèi)部模糊不清，則需要借助X光光譜儀進(jìn)行掃描分析。對(duì)于不容易直接檢測(cè)到的部位，如熱交換器管制器內(nèi)部，空冷管制器內(nèi)部，根據(jù)情況采取不同的檢測(cè)方法，如內(nèi)窺鏡、渦流等，以獲得齊備的效應(yīng)、波形等信號(hào)材料。在現(xiàn)場(chǎng)取樣結(jié)束后，繼續(xù)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行物理化學(xué)檢測(cè)。最終根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)獲得的一手檢測(cè)材料，以及實(shí)驗(yàn)室剖析數(shù)據(jù)，歸納考慮得出該設(shè)備以及整個(gè)設(shè)備的腐蝕狀況[3]。

（二）對(duì)煉油加氫裝置升級(jí)循環(huán)水系統(tǒng)

在加氫裝置收到全面腐蝕的情況之下，其運(yùn)行效率將大大降低，運(yùn)行質(zhì)量將大大下降，不僅對(duì)煉油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生了負(fù)面影響，而且使石油市場(chǎng)需求變得嚴(yán)峻，進(jìn)而影響到整個(gè)石油市場(chǎng)。而且直接更換精煉系統(tǒng)，可以有效地防止設(shè)備停運(yùn)、設(shè)備罷工和更嚴(yán)重的漏水情況，例如其他設(shè)備。石油系統(tǒng)日常生產(chǎn)過(guò)程中，金屬原料不斷受到各種物質(zhì)的腐蝕，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，腐蝕規(guī)模越大，形成惡性循環(huán)。因此，有必要對(duì)精煉體系進(jìn)行更替和升級(jí)[4]。

（三）腐蝕監(jiān)測(cè)

日常中大量的腐蝕監(jiān)測(cè)都是通過(guò)機(jī)器進(jìn)行掃描，充沛地掌握了設(shè)備的腐蝕狀況，并剖析了哪些方面還存在辦理缺失。對(duì)上期工藝運(yùn)行及助劑加入情況進(jìn)行了全面評(píng)價(jià)，并指出了防腐工藝中的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行建議性實(shí)施。腐蝕設(shè)備的重點(diǎn)檢查流程：對(duì)裝置設(shè)備的關(guān)鍵線路定期進(jìn)行維護(hù)檢修，對(duì)設(shè)備的腐蝕情況做每日調(diào)查。重點(diǎn)部位腐蝕在線監(jiān)測(cè)：可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，掌握設(shè)備或管道上腐蝕介質(zhì)的腐蝕程度和腐蝕發(fā)展新趨勢(shì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備危險(xiǎn)，采取對(duì)策，保證設(shè)備長(zhǎng)周期安全運(yùn)行。

（四）防止連多硫酸腐蝕

停機(jī)時(shí)設(shè)備內(nèi)充氮堅(jiān)持正壓，使奧氏體不銹鋼設(shè)備及管道金屬表面不平整。不可使用無(wú)氮、無(wú)氧設(shè)備，用1.5%～2.0%碳酸鈉或氫氧化鈉溶液進(jìn)行中和清潔。洗滌后請(qǐng)用不含氯的軟化水或凝結(jié)水沖洗。為了防止殘余堿殘留在金屬表面而產(chǎn)生堿脆，在啟動(dòng)時(shí)引入催化劑，影響其活性。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著科技水平的不斷提高，許多嶄新的新技術(shù)、新穎的技巧廣泛的應(yīng)用于石油化工行業(yè)，進(jìn)而推動(dòng)了煉油設(shè)備裝置的不斷發(fā)展。目前我國(guó)正在面臨著原油質(zhì)量持續(xù)下降、原油重質(zhì)化的困境，如何將原油的質(zhì)量提高成為祖國(guó)煉油目標(biāo)的首要任務(wù)。加氫裝置設(shè)備的在企業(yè)中廣泛的應(yīng)用，對(duì)于煉油提高質(zhì)量有著重要意義。但是加氫裝置設(shè)備在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中，設(shè)備內(nèi)部嚴(yán)重腐蝕化，久而久之則會(huì)影響設(shè)備的壽命安全。在這方面，必須采取科學(xué)、實(shí)用的辦法，用強(qiáng)大的抗腐蝕性才能，才能更好地推動(dòng)我國(guó)石油化工行業(yè)持續(xù)、健康的發(fā)展。