提升炼厂防腐管理工作探究

2017-03-03翟晔中国石油集团玉门油田分公司炼化总厂甘肃玉门735200

化工管理 2017年4期

翟晔(中国石油集团玉门油田分公司炼化总厂，甘肃玉门 735200)

提升炼厂防腐管理工作探究

翟晔(中国石油集团玉门油田分公司炼化总厂，甘肃玉门 735200)

本文通过结合玉门油田炼化总厂加工介质带来的腐蚀问题，分析腐蚀机理，研究腐蚀故障发生的根本原因，做到准确把握各装置腐蚀规律。重点介绍了该厂腐蚀管理现状，存在的腐蚀故障、腐蚀泄漏问题，分析了腐蚀介质尤其是含S对全厂各装置的系统性腐蚀问题，以及对这些问题的管理，采取的工艺防腐、材质升级等措施。介绍了该厂日常防腐管理工作中技术交流、学习组织情况，以及近几年防腐创新技术、成果在该厂的应用情况。

腐蚀；管理

0 引言

玉门炼厂主要生产装置设备、管线设计均以碳钢为主，然而随着原油性质不断重质化、劣质化，尤其是含硫量(S含量0.5%左右)的不断增加，带来了全厂性的腐蚀问题。加之常减压、催化、重整以及公用系统等设备管道建设年代久远，腐蚀问题愈发突出，腐蚀泄漏故障频繁，塔内件，换热管束，油气、瓦斯、酸性水等工艺管道均不同程度出现腐蚀泄漏故障，装置设备、管网运行风险大大增加。如何准确把握腐蚀规律，对全厂腐蚀问题进行把脉，掌握腐蚀故障发生的根本原因，通过提升防腐管理，有效控制腐蚀问题的恶化，缓解腐蚀泄漏对装置运行的风险，是防腐管理最紧迫的任务。重点从以下几方面做好防腐蚀管理工作。

1 立足现状、夯实基础管理

1.1 准确掌握全厂腐蚀介质的分布

该厂加工原料包括玉门自产原油、管输原油，而管输包括塔指、吐哈等原油，及时掌握原油含硫、含酸等腐蚀介质，对防腐管理至关重要。他们及时从生产科、化验分析中心获取数据，分析原油腐蚀介质对装置的影响，并采取应对措施。同时，为了及时掌握各装置腐蚀介质的分布，绘制了各装置腐蚀回路图，在图上标注重点部位腐蚀介质分析数据。通过腐蚀回路图，要求各生产装置及时培训宣贯到生产一线操作人员，让所有员工熟悉腐蚀严重部位，如常减压三顶HCl-H2S、高温部位S、环烷酸等介质分布，对这些部位加强巡检、重点监护，防止突发事件的发生。根据各装置腐蚀回路图，总厂防腐管理工作也大大提升，通过查图，可以准确掌握全厂腐蚀介质的分布。

1.2 把握各装置腐蚀机理

根据API571结合该厂工艺原理等，绘制了各装置腐蚀机理图，分析API571中60多种腐蚀机理在各装置各部位发生的概率，并与装置工艺流程图相结合，使大家对装置存在的腐蚀机理了然，掌握该环境下设备、管道失效的根本原因。

1.3 做好全厂工艺防腐措施及效果评价

由于原油含硫量不断增加，各装置系统性腐蚀问题严重，因此该厂认真做好全厂工艺防腐，重点做好常减压电脱盐操作，控制脱后含盐，避免对后续装置带来冲击；同时，做好分馏塔顶的注水、注缓蚀剂措施，通过回流罐酸性水pH值、Fe2+、Cl-等及时评价缓蚀剂等工艺防腐效果，分析缓蚀剂等适应性。该厂电脱盐在2010年安装超声波破乳设备取代原破乳剂工艺，取得了良好的效果，混合原油破乳效果良好，进入电脱盐后脱盐脱水理想，实现了脱后含盐小于2.5mg/L。常减压三顶、焦化分馏塔顶、重整和各加氢装置分馏塔顶均注缓蚀剂，每周对回流罐酸性水进行取样，对Fe2+、Cl-进行分析，对超标的及时反馈至车间，要求工艺生产及时作出调整，防止发生更大腐蚀故障。

同时不断探索评价新的工艺防腐措施，常减压装置高温硫腐蚀和环烷酸腐蚀相互促进使高温部位腐蚀加剧，加注高温缓蚀剂，减缓高温硫和环烷酸带来的腐蚀。催化装置分馏塔顶及吸收稳定系统湿硫化氢腐蚀明显加剧，而目前该厂尚未采取措施，在分馏塔顶加注中和剂、缓蚀剂后可有效减缓分馏塔顶以及吸收稳定系统的腐蚀。目前重整、加氢装置应对铵盐结晶和腐蚀的主要办法是在结晶点以前注水，优化好注水点和注水量可以防止铵盐结晶和腐蚀。

1.4 利用大检修契机合理升级材质

随着原油含硫量的升高，各装置腐蚀故障多发，该厂利用2010、2013年两次大检修对常减压三顶系统材质升级，对初常顶冷却器、空冷器管束全部更换为304、2205、09Cr2AlMoRE等，在气液相变区如冷却器、空冷器出口弯头等部位，局部管道更换为双相不锈钢2205，提高抗湿硫化氢腐蚀能力；高温部位设备、管道全部更换为Cr5Mo，加热炉出口高速转油线材质升级为316L，提高抗环烷酸、S等腐蚀能力。催化分馏塔顶、油浆系统部分设备、管道，加氢装置分馏塔顶系统等进行了材质升级，尤其是催化油浆蒸汽发生器采用减应力槽技术后，管束受温差应力腐蚀开裂大大减少，实现了长周期运行。同时，全厂空气预热器更换为搪瓷管、铸铁板等减缓烟气露点腐蚀。在今后大检修期间我们还将针对各装置腐蚀严重的设备管道进行更换，并参照《SHT 3096-2012 高硫原油加工装置设备和管道设计选材导则》合理选材，既有效解决腐蚀、又不盲目浪费，确保主要生产装置常减压、催化、重整加氢等装置的材质升级工作高效、实用。

而2014年建成的50万吨/年焦化装置，设计阶段就考虑“十三五”期间全厂硫含量的升高，装置整体选材较高，高温部位普遍采用Cr9Mo、Cr5Mo管线，分馏塔顶选用抗硫化氢性能优异的09Cr2AlMoRE等，有效缓解了装置系统腐蚀。

1.5 通过在线监测、测厚等手段，分析腐蚀严重部位，并重点监护。

2014年1月全厂第一套腐蚀在线监测系统在常减压装置上线运行，主要对常减压三顶系统、装置高温系统安装格鲁森公司的精密电阻，实时监测重点部位腐蚀速率；并在三顶回流罐安装pH探针，监测含硫污水pH值。腐蚀在线监测系统上线运行至今取得了良好的效果，可以实时指导调整缓蚀剂的注入，对腐蚀速率较高的部位加强监护等措施。

2015年该厂为主要生产车间购买了测厚仪，全面推进厂定点测厚工作，按照板块及总厂《设备和管道定点测厚管理规定》，认真做好装置选点测厚方案，对关键重点腐蚀部位定期进行测厚，计算腐蚀速率，分析腐蚀严重部位，并适当增加测厚频次，同时对这些部位加强监护。对减薄迅速的隐患部位，制定安全运行措施、整改方案等，并利用装置抢修、大检修等时机及时对这些部位进行更换等措施。

2016年计划对催化、焦化、重整预加氢部分、柴油改制等装置腐蚀严重部位安装腐蚀在线监测系统，以确保主要生产装置腐蚀减薄等能够实时得到监控，第一时间采取措施，避免发生泄漏等影响装置运行。无论在线监测、定点测厚以及大检修期间的全面检验，都为提供了一个发现问题的手段，更重要的是发现这些问题后，要及时分析系统性的腐蚀问题，并做好重点监护运行、择机整改。

2 强化问题管理，分析故障原因

原油组成中，S对装置腐蚀最为严重，它包含在所有炼油加工过程中，分为低温湿硫化氢腐蚀以及高温部位S腐蚀；而经过常减压一次加工后这些H2S及高温部位S又进入后续加工装置，进而对催化、焦化、重整、各加氢装置进行腐蚀。最终一部分硫化氢对常减压、催化、焦化分馏塔顶系统进行腐蚀；一部分S通过催化反应进入催化烟气形成SO2、SO3等对锅炉低温段及烟气脱硫系统形成腐蚀；一部分H2S进入酸性水系统，腐蚀各装置含硫污水系统及酸性水装置；一部分H2S进入瓦斯系统，燃烧后对各装置加热炉系统形成露点腐蚀；一部分经过加氢装置形成H2S对各加氢装置塔顶系统产生腐蚀。而环烷酸主要对常减压高温系统高流速部位腐蚀严重，环烷酸进入催化反应、延迟焦化等系统分解后对后续装置影响不大。同时原油中有机氮经过催化、焦化分解后形成NH3，进入富气系统与HCl形成铵盐产生腐蚀，并随轻质油进入重整、各加氢装置，进而形成铵盐堵塞压缩机并产生铵盐腐蚀等，因此N主要对重整、各加氢装置影响较大。

该厂腐蚀问题主要包括各装置分馏塔顶系统H2S-H2OHCl腐蚀环境，重点对空冷器、水冷器、器壁小接管以及气液相变区管道腐蚀。高温部位腐蚀包括常减压装置240℃以上管道、设备发生高温S+环烷酸腐蚀，催化、焦化等装置高温部位设备管道S腐蚀较为严重，同时，催化装置油浆系统对阀门、弯头的冲刷也较严重。烟气露点腐蚀包括全厂空气预热器低温部位、引风机入口和蜗壳、吹灰线，以及催化锅炉低温段、吹灰线等。储罐腐蚀包括原油罐罐底腐蚀，以及成品油罐S腐蚀等，液态烃球罐焊缝H2S应力开裂风险较大；该厂对常压储罐外壁及罐顶进行测厚检查，罐壁及罐底结合清罐时间加大检查力度；球罐进行ZARE合金防腐，预防H2S应力腐蚀开裂(SSC)。重整、加氢装置临氢环境包括H鼓泡、应力腐蚀开裂等，同时加氢反应后在100～204℃存在铵盐结晶垢下腐蚀，要控制好温度，尽量使结晶点发生在低压部位，做好注水冲洗。表面蒸发空冷、湿空冷等外部喷淋水也会造成管束的腐蚀泄漏，循环水系统腐蚀造成冷却器泄漏等也时有发生；通过东区循环水水质监测系统和自动加药系统，实时监测循环水结垢、生物粘泥和腐蚀情况，科学指导循环水加药和评估回用污水对循环水水质的影响。

3 学习行业先进防腐蚀经验，大力组织各类技术交流与学习

该厂原设计加工吐哈轻质原油，腐蚀泄漏问题较少，总厂各单位对腐蚀防护重视不够；然而近些年由于原油含硫升高，该厂开始重视各装置的腐蚀问题，完善腐蚀防护管理，但与外厂腐蚀防护管理仍存在一定差距。因此，该厂不断组织各类学习、技术交流等，及时学习板块行业腐蚀防护相关文件，不断提高设备管理人员腐蚀防护理论水平，每年板块组织专门的腐蚀防护培训班，总厂积极派员学习。同时，积极邀请国内专家来厂技术交流，2015年先后两次邀请顾望平教授来厂进行技术交流，2016年大检修与北化大合作全面排查各装置腐蚀情况，并先后组织了换热器内防腐、腐蚀在线监测技术应用、停工腐蚀检查等技术交流，开拓了厂腐蚀防护管理人员的视野，提高了理论水平。下一步将利用设备人员培训，各类防腐项目积极组织各类技术交流和学习，努力使厂有一支理论水平扎实、现场经验丰富的腐蚀防护管理人员。

4 强化创新，提升管理水平

随着腐蚀与防护受到自板块到各炼化企业的重视，该厂的防腐管理也有了很大的提升，近些年，该厂积极创新管理，一批新技术、新成果在现场得到推广应用并取得很好的效果。该厂对主要生产装置分馏塔顶回流罐Fe2+、Cl-进行监控，及时掌握各装置塔顶腐蚀情况及缓蚀剂等使用效果；对湿式空冷水质加强管理，定期分析水质，指导置换排污工作。开展主要生产装置腐蚀与防护现状调查与评估，结合各装置腐蚀与防护工作现状，与合肥通用机械研究所合作对一、二次加工装置进行腐蚀适应性评价和开展RBI风险评估，科学指导装置工艺防腐、材质升级、设备检验策略、在线监测点分布等腐蚀控制策略。原油罐采用牺牲阳极包括罐底，减缓原油罐底腐蚀。球罐采用ZARE金属防腐，预防H2S应力腐蚀开裂。同时在2016年大检修期间，对主要生产装置进行全面腐蚀检查，并根据检查结果及时采取检维修策略，同时系统性的分析、解决存在的腐蚀问题；对全厂水冷器采用牺牲阳极保护和涂层防腐，解决循环水结垢、腐蚀带来的水冷器泄漏，运行后期换热效果变差等；对全厂主要生产装置关键腐蚀部位安装腐蚀在线监测系统，实现实时监测腐蚀速率、在线测厚等。