常减压蒸馏装置加工高酸原油的腐蚀与防护

2022-09-12

辽河石化公司南常、减压蒸馏装置始建于1986年, 于2000年12月开始针对加工高酸辽河稠油进行改造。改造后的南蒸馏装置加工原料以辽河低凝环烷基原油为主, 加工原料具有较强的腐蚀性, 设备腐蚀问题一直是困扰该装置长周期运行的关键。多年来, 针对装置运行过程中出现的各类设备腐蚀问题, 在深入研究腐蚀规律的基础上, 采取相应措施加以解决, 使南蒸馏装置的设备腐蚀问题得到了有效控制, 装置运行周期达到5年, 实现了长周期安全稳定运行的目标。

一、加工原料的主要性质

南蒸馏装置主要以加工高酸低硫辽河低凝环烷基原油为主, 阶段性掺炼部分高酸低硫辽河管输超稠油、月东原油和高硫含酸的委内瑞拉MEREY16原油, 原料油的腐蚀性较强, 而且掺炼原油种类和比例根据生产需要经常进行调整, 造成装置加工原料的变化比较复杂。南蒸馏装置加工原油的主要性质如下表所示:

二、主要设备腐蚀情况

2011年南蒸馏装置检修期间, 对主要设备的腐蚀情况进行了详细的停工腐蚀检查。检查发现, 虽然该装置在设计和建造时充分考虑了腐蚀问题, 但在高温环烷酸冲刷腐蚀部位以及低温腐蚀区域仍然存在着一定程度的设备腐蚀问题。

1. 常、减压塔及内件的腐蚀

常压塔塔顶部位存在较为严重的腐蚀, 塔顶塔壁有大量的坑蚀和点蚀, 塔顶4层以上塔盘的浮阀 (316L材质) 大部分消失。该部位的腐蚀主要为低温HCl-H2S-H2O腐蚀。[1]减压塔的腐蚀主要集中于塔底部位 (减四线部分) , 尤其是第7段集油箱, 从温度、流速条件和腐蚀形态上判断, 均属于明显的高温环烷酸腐蚀。

2. 冷换设备的腐蚀

该装置腐蚀较严重的换热器有渣油-原油换热器 (E1012/13、14) 、原油-顶循换热器 (E1001/3, 4) 、减三线水冷器 (E1022) , 这6台换热器管束均采用碳钢材质或是碳钢加涂层。腐蚀形式主要为管板处, 管束焊肉腐蚀消失。

3. 工艺管线的腐蚀

该装置220℃以上管线均采用316L材质管线, 检查中未发现明显腐蚀。常、减压塔顶及减一线系统管线均采用碳钢材质, 经超声波测厚检测, 发现常顶挥发线、减顶循、减一线系统存在较为严重的腐蚀, 计算腐蚀速率达1.223mm/a。

三、防腐对策

蒸馏装置加工高酸原油的过程中, 会在装置的不同部位形成不同的高、低温腐蚀环境, 因而必须针对装置流程、原料性质特点, 系统采用成套的防腐技术, 从设备选材、工艺防腐等方面逐步完善, 同时加强对设备腐蚀的监、检测, 才能有效控制腐蚀, 实现装置长周期安全运行的目标。

1. 设备选材

南蒸馏装置改造设计之初, 就重点考虑了加工低凝环烷基高酸原油的设备腐蚀问题, 根据相关技术标准和现场实际腐蚀情况, 对腐蚀严重部位的工艺设备和管线系统选用了奥氏体不锈钢等高等级材质, 如:常二线、常三线及减三线、减四线等超过220℃的高温管线及冷换设备都采用了对高温环烷酸耐蚀性较强的超低碳奥氏体不锈钢316L材质。

2. 工艺防腐

南蒸馏装置应对高酸原油加工过程中塔顶低温腐蚀的措施主要是加强工艺防腐管理, 特别是塔顶注剂的管理。塔顶注剂管理最重要的环节就是筛选经济、有效的缓蚀剂。根据塔顶低温系统工艺介质中的硫化物、氯离子等腐蚀性因素含量分析结果, 对11种缓蚀剂进行了实验室缓蚀效果筛选评价实验, 并进行了工业试验, 期间塔顶冷凝水的铁离子含量一直保持在2.0mg/L以下, 取得了很好的应用效果。[2]