提高炼油加氢装置设备防腐蚀的管控能力

刘东旭 张薇 张利佳

摘要：石油是社会生产中重要的化工能源，对于促进国民经济增长具有重要的作用，而炼油加氢装置是提炼原油的关键设备，如果装置设备出现严重腐蚀，不仅会导致炼油加氢装置工作效率大打折扣，还会造成炼油加氢装置使用寿命严重缩短。基于此，本文以如何提升炼油加氢装置设备防腐蚀管控能力为主要研究对象，首先分析了目前比较常见的炼油加氢装置设备防腐措施，之后从设防值、工艺条件和化学注剂三方面探究了炼油加氢装置工艺防腐蚀流程控制。

关键词：炼油加氢;防腐蚀;工艺防腐

引言：

加氢装置工艺是在高温、高压下进行的，其中还存在着H2、NH3和H2S等介质。因为这些腐蚀介质在原料中的含量越来越高，装置设备腐蚀泄露风险也就日益加大。因此，一定要在各个环节中强化设备腐蚀管控，事先察觉出腐蚀隐患，避免因为设备腐蚀而导致出现生产事故[1]。

1.常见的炼油加氢装置设备防腐措施

1.1设备防腐措施

主要的设备防腐方式包括升级材质、表面处理、阴极保护等。在设计加氢装置的过程中需要根据装置加工原料类型、特征和工艺操作条件对装置腐蚀风险加以评估，进而合理地选择设备材料，并要采取防腐蚀处理手段。装置检修时还需要再评估腐蚀区域，按照评估结果来决定是否需要采取升级材质措施或其他防腐蚀措施[2]。

1.2腐蚀检测措施

对设备进行系统性腐蚀检测，全方面了解设备腐蚀情况，同时分析还存在哪些管理漏洞。此外，还需要针对关键部位进行日常腐蚀检测，如重点管线等。对于重点部位腐蚀情况一定要进行在线监测，保证可以实时监测并了解腐蚀性介质对设备造成的腐蚀严重程度，第一时间发现隐患并采取相应解决措施。

1.3工艺防腐手段

了解加工原料中S、N、Cl等腐蚀性物质的含量，和不同区域腐蚀性介质含量，合理地进行设防值设定，并且还要强化工艺参数和腐蚀程度的监控力度，制定工艺过程操作措施，建立腐蚀监测台账，确保生产可以安全运行[3]。

2.炼油加氢装置工艺防腐蚀流程控制

2.1设定设防值

（1）控制氯含量在原料油与氢气中的占比小于0.000001;

（2）控制硫含量在燃料气中的占比小于100毫克每立方米，硫质量在燃料油中的占比应小于0.5%;

（3）铁含量在易腐蚀设备中的占比应该在3毫克每升以内;

（4）硫含量与氮含量在原料油中的占比不能大于设计值。

2.2工艺条件控制

（1）控制管壁温度始终低于烟气露点温度5摄氏度。

（2）按照炉管材料特质，确保炉管表面温度始终维持在正常使用温度。

（3）控制1/4总注水量在注水部位中保持液态，同时一定要保证高分水NH4HS质量分水低于0.04。一般而言，高压空冷器前使用连续注水的方式，若是监测到NH4HS浓度变大，那么应该加大注水量。其余部位需要按照具体情况使用间歇注水方式或者连续注水方式。流速应该控制在3-6m/s，局部流速如果太大的情况下容易出现冲刷腐蚀，而局部流速如果太小的情况下容易产生垢下腐蚀。

（4）控制除氧水用量与临氢系统净化水用量在1/2以内。

（5）冷高分入口温度范围是40-55摄氏度。

（6）因为NH4Cl会伴随原料中Cl、N、氯化氢等含量以及反应压力的改变而出现不同的结晶温度点，因此，可以按照装置运行状态识别NH4HS与NH4Cl在反应物中的结晶位置，改变反应器后换热温度与注水情况。

（7）为了保证铬钼钢设备不会出现脆性破坏的情况，可以采取热开停工工艺，这种工艺指的是反应器在开停工状态下，如果器壁温度始终在最低升压温度以下，反应器内压力应小于材料屈服极限的1/5[4]。

（8）无论是开工时的升降温速度，还是停工时的升降温速度，都应该控制在25摄氏度每小时以下，装置在停工时不能有过快的冷却速度，而且在停工时应采取对应的工艺来释放钢中氢能，从而保证器壁中不存在氢含量。

（9）在停工状态下，设备内部的N2应该维持在正压状态，此过程应保持奥氏体不锈钢设备与管线金属表面的干燥，但是所有和N2隔离的设备不能采取干燥处理，需要采用浓度在0.015-0.020之间的N2CO3和NaOH溶液中和清洗，清洗完毕应采用无氯软化水进行冲洗，避免金属表面残留碱杂质而出现碱脆，并进入到催化剂中破坏催化剂活性。

（10）控制硫化氢在循环氢脱硫以后体积占比在0.0002-0.0010范围内。

2.3采用化学注剂

在现实生活中还有很多炼油厂会采用化学注剂的方式来控制加氢装置设备的腐蚀：

（1）按照加氢装置汽提塔与分馏塔等塔顶油气中水露点温度，要确保塔顶内部温度应始终较水露点温度高14-28摄氏度，同时要对塔顶回流加以控制，其目的是为了避免塔顶回流而导致塔内出现相水腐蚀环境。

（2）塔顶系统按照具体腐蚀状态合理选取注入的缓蚀剂，通常情况下会采取原剂注入方法进行缓蚀剂的注入，而且要通过自动注入设备进行注入，保证注入频率一致，并且不会出现注入中断的现象。

（3）需要按照具体腐蚀状态在高压空冷前合理选取注入的缓蚀剂，应在空冷器入口5米以外的位置进行加注，或者也可以采用同高压注水一起进行加注。

3.结语

炼油厂应该不断完善自身的防腐管控体系，明确炼油加工中的原料S、N、Cl等腐蚀性物质含量，同时要准确掌握装置有关腐蚀性介质含量，在进行炼油加氢装置设备防腐蚀管控的过程中，一定要从多方面考虑进行防腐措施，一方面要确保设防值设定的合理性，并按照相关工艺条件严格掌控各方面工艺参数，同时也要分析工艺参数改变的情况下所导致的不同腐蚀问题，在采用化学注剂进行加氢装置设备防腐的时候，一定要注意相关事项，合理进行缓蚀剂的注入，多角度入手，全面保证炼油加氢装置设备的防腐蚀工作落实到位。

参考文献：

[1]马红杰，傅蔷.裂解汽油加氢装置脱戊烷塔顶工艺防腐蚀措施及优化[J].石油化工腐蚀与防护，2019，36（02）：13-15+21.

[2]張召兵，温红林，赵峰，王承广.混合油加氢装置高压空冷器腐蚀原因分析与操作优化[J].炼油技术与工程，2017，47（11）：35-38.

[3]高晗，王玉龙，金书含，张萌，姜艳峰，梁宇.催化重整装置预处理系统的腐蚀分析与防护措施[J].化工技术与开发，2017，46（01）：48-49+43.

[4]陈崇刚，李立权，于凤昌，苗普.加氢装置脱硫化氢汽提塔系统腐蚀调查——腐蚀控制对策[J].石油化工腐蚀与防护，2016，33（06）：9-13.