加工俄罗斯原油常减压蒸馏装置腐蚀调查

2022-09-11

辽阳石化分公司炼油厂, 650万吨/年常减压蒸馏装置, 是全国首首套套以以加加工工全全俄俄罗罗斯斯原原油油油油的的装装置置。。由由中中国国石石化化工工程程建建设公司 (SEI) 设计, 2005年10月由中国石油第七建设公司承建, 22000066年年1122月月建建成成投投产产。。设设计计型型式式为为燃燃料料——化化工工型型原原油油一一次次加加工工装装置置, , 采采用用初初馏馏、、常常压压蒸蒸馏馏、、减减压压蒸蒸馏馏三三级级蒸蒸馏馏方方案案。。按按评评价价报告中所示, 俄罗斯原油是属于含硫中间基原油, 其中小.

常常减减压压装装置置的的腐腐蚀蚀主主要要有有低低温温湿湿硫硫化化氢氢, , 氯氯化化氢氢腐腐蚀、高温酸腐蚀、烟气硫酸露点腐蚀、高温环烷酸腐蚀等 (1) 。原油中的硫及环烷酸对设备的腐蚀贯穿着一次加工、二次加工全过程。

1 常减压蒸馏装置设备腐蚀现状

1.1 低温湿H2S, HCl—H2O型的腐蚀

在初馏塔、常压塔、减压塔塔顶馏出线及冷却设备上主要发生低温湿H2S, HCl—H2O型的腐蚀。在原油加工过程中, 原油中所含的Na Cl、Ca Cl2、Mg Cl2在一定的温度下发生水解反应, 生成强烈的腐蚀介质HCl。

产生的大量HCl与原油中的硫化物加热分解生成的H2S, 随着塔顶产生的油气一起进入初顶、常顶、减顶的冷凝冷却系统中, HCl和H2S在气相状态时, 对金属设备产生的腐蚀作用很轻, 有水存在, 同时发生相变时, 金属设备发生如下腐蚀:

由于HCl与H2S两种腐蚀介质共存, 相互间构成循环腐蚀, 使该系统内的金属腐蚀加速。

1.2 高温环烷酸的腐蚀

原油中的环烷酸对设备的腐蚀属于高温化学腐蚀。主要发生在235℃以上的高温冲刷部位, 在工作环境270℃—280℃以及350℃—400℃两个温度区间腐蚀程度最为严重。在高温系统中, 环烷酸除了与铁发生反应发生腐蚀以外, 还能与腐蚀产物比如硫化亚铁反应, 生成可溶于油的环烷酸铁。

当环烷酸与腐蚀产物反应时, 不但破坏了具有一定保护作用的硫化亚铁膜, 同时游离出硫化氢又可以进一步加速设备的腐蚀。因此, 金属表面上, 凡是保护膜破坏的地方就会露出新的金属表面, 使腐蚀继续进行。而且, 减压系统以及常压系统超过230℃的部位发生的腐蚀基本属于环烷酸腐蚀。

1.3 高温硫的腐蚀

发生高温硫腐蚀最严重的温度为200℃—400℃, 只有活性硫 (如单质硫, 硫化氢, 硫醇等) 可直接与金属反应, 发生硫化物腐蚀, 其中大多数有机硫化物 (称非活性硫) 只有在高温下分解产生硫化氢, 才与金属发生硫化反应 (2) 。

常压重油系统的高温硫及环烷酸腐蚀较轻, 主要腐蚀发生在减压渣油系统, 特别是高温管线的弯头前后腐蚀较为严重。

2 常减压蒸馏装置发生严重腐蚀部位

2.1 常压塔顶冷凝冷却系统发生的低温HCl—H2S—H2O腐蚀 (图1、图2、图3)

2.1.1 常顶油气与原油E1002/1, E1002/2换热出口弯头, 阀门阀体及阀板密封面的腐蚀, 20#钢材质;

通泄漏出石脑油

2.1.2 换热器E1002/1, E1002/2石脑油出口至A1002/1, 2的20#钢管线焊口处及分支焊口处;

2.1.3 空冷器A1002/1-6部分管束, 材质09Cr2Al Mo Re发生腐蚀泄露;

2.1.4 常压塔仪表热电偶接管, 压力指示接管法兰口处, 材质是堆焊0Cr13, 发生腐点腐蚀;

2.1.5 常一中, 常二线抽出热电偶接管法兰焊口处, 0Cr13堆焊。

2.2 减压塔顶板式空冷器系统的低温HCl-H2S-H2O的腐蚀

2.2.1 减压塔顶板式空冷A1008/1-4, A1009/1-2材质316L发生腐蚀泄露;

2.2.2 空冷器A1008/1-4空冷器入口放空线DN25, 20#钢材质管线减薄严重, 在焊口处拆掉4处;

2.2.3 二级, 三级抽真空大气腿分别在部分弯头处腐蚀穿孔, 材质20#钢;

2.2.4 高温部位, P1018/1, 2减底渣油泵出口阀门的阀杆 (图4) , 出口单向阀的阀板;

2.2.5减底渣油分别入E1322/1, 2和E1312/1, 2 (渣油与初底油) 换热器的90°弯头焊口及下直管段分别发现减薄和穿孔, Cr5M材质。

3常减压蒸馏装置低温及高温部位设备腐蚀预防措施

3.1 目前常减压蒸汽装置的防腐措施

目前常减压蒸馏装置的防腐蚀主要采用“一脱三注” (脱盐、注中和剂、注缓蚀剂、注水) 工艺防腐, 目的利用电脱盐设备将原油中的盐类脱除, 减少加工过程中HCl的生成, 利用在各塔顶馏出线注中和剂、缓蚀剂、水等降低或防止低温部的设备腐蚀。

3.2 根据腐蚀介质的种类和浓度选择合适的设备材质

各塔顶馏出线材质可选择厚壁的20#碳钢材质, 换热器的壳体可选择16Mn R和管束可选择TAI (钛) , 常顶空冷器管束由原来的09Cr2Al Mo Re改成2205双相钢材, 主要是为了避开高浓度的HCl和H2S的交替腐蚀和氯离子腐蚀。减顶板式空冷器将原材质316L的A1008/1-4和A1009/1, 2全部改成2205双相钢材质, 减顶大气腿材质选择20#钢厚壁, 将介质下降的角度进行调整, 将90°的弯头改为45°弯头并且拆除外部冷保温, 防止内外管线的腐蚀。

3.3 高温部位的设备腐蚀

3.3.1 减压塔底渣油高温部位, 对机泵的出入口阀门的阀板, 阀杆进行材质升级, 选择316L。阀出口单向阀的阀砣和挂钩材质选择316L。

3.3.2 减底渣油泵出口进换热器前的管线必须核算选择安全流速, 避免腐蚀和超速冲刷同时进行。

3.3.3 初顶油汽, 常顶油汽, 减顶油汽在进入换热器冷却器前进料方式必须均匀防止偏流出现, 加快设备的腐蚀。

4 结语

部分分析报告显示, 俄罗斯原油性质已发生了改变。硫含量大于或接近0.5%, 而大于530℃的组分明显增多, 原来大于530℃组分只有13%。近年来已经达到20%, 随着原油质量劣质化给俄油加工装置带来了新的问题, 我们还要尽快探索发生问题的原因, 找出解决问题的有效办法。

摘要：作者为了研究俄罗斯原油对装置各部位的腐蚀影响, 对全国首套全炼俄罗斯原油的常减压装置几年来的实际生产情况进行了分析, 结合原油性质、设备运行时发生的腐蚀泄漏情况、设备解体后观察到的腐蚀程度, 找出了装置设备发生腐蚀的主要介质及其防止或减轻设备腐蚀的手段和措施。一是搞好“一脱三注”平稳操作;二是设备材质的选择要有针对性;三是做好化工注剂加注与筛选工作;四是对重油高温部位管线的介质流速进行核算, 避免超速运行, 造成冲刷和介质腐蚀同时交替进行, 降低了设备的使用寿命;五是对各塔的高温低温部位的测量仪表的引压管加强保温, 防止设备材质的露点腐蚀发生;六是核算好管道的路径, 防止管道及冷换设备进料偏流造成冲刷腐蚀。

关键词：腐蚀介质,预防措施