汪洪

摘 要：石油加工過程中的工藝防腐技術(shù)作為設(shè)備防腐蝕工作的重要手段，涉及的內(nèi)容復(fù)雜廣泛，其主要內(nèi)容包括腐蝕介質(zhì)的處理和工藝操作的控制。做好工藝防腐工作對設(shè)備的防腐蝕工作意義重大，因此，開展加氫裝置的工藝防腐工作迫在眉睫，且勢在必行。

關(guān)鍵詞：加氫裝置；腐蝕；工藝防腐；設(shè)備

1 加氫裝置腐蝕現(xiàn)象及類型

檢修期間，我們對煉廠主要加氫裝置的重點部位進行了腐蝕檢查，從檢查的結(jié)果來看，幾套加氫裝置均存在不同程度的腐蝕問題。其中，重整裝置預(yù)分餾、預(yù)加氫系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在預(yù)分餾進料/塔頂換熱器E-101換熱管口內(nèi)壁存在腐蝕缺陷坑，外壁表面存在大量腐蝕缺陷坑，坑深平均約為1mm；柴油加氫裝置熱高分氣與循環(huán)氫換熱器管程（介質(zhì)為熱高分氣）以及汽提塔塔頂揮發(fā)線管壁減薄。

加氫裝置的眾多設(shè)備和管道涉及使用高溫高壓氫氣，易出現(xiàn)高溫氫損傷。高溫氫損傷是指在高溫高壓工況下擴散到鋼中的氫原子與鋼材中的碳化物反應(yīng)，生成 CH4 氣體，CH4 氣體聚集在空穴與夾雜處，導(dǎo)致鋼材的機械性能下降，最終導(dǎo)致鋼材斷裂。氫損傷可分為四種不同類型：氫鼓泡、氫脆、表面脫碳和氫腐蝕。

如果原料油含有高濃度的環(huán)烷酸，那么在一定溫度下的進料管道和設(shè)備中，會發(fā)生環(huán)烷酸腐蝕。進料的環(huán)烷酸濃度用總酸中和值（TAN）表示。大多數(shù)容易發(fā)生環(huán)烷酸腐蝕的部件在混氫點的上游，且操作溫度在 232℃至 288℃的范圍內(nèi)。

原油劣質(zhì)化的一個體現(xiàn)就是原油中硫化物、氮化物的含量增多，它們在煉油過程中分別生成 H2S、NH3，在一定條件下形成硫氫化銨腐蝕。

2 發(fā)生腐蝕的主要機理

原料油中的硫化物、氯化物和氮化物在催化裂化、延遲焦化、加氫處理等生產(chǎn)工藝過程中，反應(yīng)生成H2S、HCl、NH3，在有水或水蒸氣存在的條件下，形成了低溫H2S-HCl-NH3-H2O腐蝕環(huán)境。該環(huán)境主要存在于催化、焦化裝置分餾塔塔頂系統(tǒng)，加氫裝置反應(yīng)流出物系統(tǒng)，循環(huán)氫系統(tǒng)，汽提塔/分餾塔塔頂系統(tǒng)，重整預(yù)加氫反應(yīng)流出物系統(tǒng)等。在上述腐蝕環(huán)境中，碳鋼和低合金鋼的腐蝕形態(tài)以厚度減薄和局部腐蝕穿孔為主。

低溫H2S-HCl-NH3-H2O腐蝕環(huán)境比較復(fù)雜，因工藝不同、物料中腐蝕介質(zhì)的差別，各裝置的腐蝕機理也各不相同。加氫裝置和重整預(yù)加氫反應(yīng)流出物系統(tǒng)主要為NH4Cl腐蝕、NH4HS腐蝕、濕H2S損傷和氯離子應(yīng)力腐蝕開裂。下面簡單介紹一下NH4Cl腐蝕機理。

工藝操作過程中生成的NH3和HCl結(jié)合生成氣態(tài)的NH4Cl，當(dāng)物流溫度降低到鹽的沉積點以下時，就會析出固態(tài)NH4Cl，呈現(xiàn)白色、綠色或褐色的外觀。NH4Cl有吸濕性，可以從氣態(tài)物流中吸取水分，導(dǎo)致NH4Cl鹽的垢下腐蝕。其反應(yīng)方程式如下：

NH4Cl+H2O→NH3·H2O+HCl

Fe+2HCl→FeCl2+H2↑

NH4Cl和H2S共存的情況下腐蝕會相互促進作用。氯化銨鹽水解生成的HCl會破壞FeS膜，生成FeCl2，然后FeCl2和H2S反應(yīng)生成FeS和HCl。如此不斷地連鎖反應(yīng)，金屬壁厚也就不斷變薄。最終，沉積物可能由NH4Cl、FeCl2和FeS混合組成。具體反應(yīng)方程式如下：

Fe+H2S→FeS+H2

FeS+2HCl→FeCl2+H2S↑

FeCl2+H2S→FeS+HCl

3 工藝防腐措施及對比

①建立重點部位數(shù)據(jù)分析檔案并進行工藝調(diào)整。通過腐蝕機理可知含硫污水中鐵離子、氯離子、氨氮、PH值等數(shù)據(jù)是設(shè)備及管道腐蝕情況直觀的反應(yīng)，定期對裝置含硫污水進行鐵離子、氯離子、PH值進行分析，通過其變化趨勢判斷設(shè)備及管道腐蝕情況然后對反應(yīng)注水、緩蝕劑注入量進行調(diào)整，從而達到防腐的目的。

②增加高壓空冷緩蝕劑。在高壓反應(yīng)空冷A101注水中加入高壓空冷緩蝕劑，通過該項措施確保了冷低分中含硫污水鐵離子≤3mg/L，達到控制指標(biāo)，并且經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)空冷前后差壓上漲趨勢減緩。

③定期對熱高分氣與循環(huán)氫換熱器E103進行注水。換熱器E103為熱高分氣和循環(huán)氫換熱，管程為熱高分氣進出口溫度為200℃/170℃，此處由于溫度低容易生成銨鹽積垢，產(chǎn)生垢下腐蝕，定期在管程入口進行注水沖洗，有效防止了銨鹽結(jié)晶從而導(dǎo)致腐蝕。

④結(jié)合大檢修期間新安裝的在線防腐檢測設(shè)備，動態(tài)監(jiān)控柴油加氫精制裝置汽提塔頂?shù)戎攸c部位腐蝕情況。

⑤控制系統(tǒng)硫、氮濃度。優(yōu)化生產(chǎn)方案從而使進料品質(zhì)優(yōu)化，從源頭上進行腐蝕防治；通過排放廢氫降低循環(huán)氫中硫化氫濃度，減少對反應(yīng)部位腐蝕。

4 結(jié)語

加氫裝置腐蝕防治工作面臨的形勢異常嚴(yán)峻，但通過認真分析、找準(zhǔn)原因、“對癥施藥”，腐蝕防治工作能夠有效的進行。下一步，我們在不斷優(yōu)化裝置操作條件的同時，加大對緩蝕劑、注水等工藝條件的管控，從工藝防腐技術(shù)研究入手，系統(tǒng)全面地開展設(shè)備防腐工作，保證裝置長周期安全平穩(wěn)運行。

參考文獻：

[1]宗軍，王海燕，王曉，楊景偉.潤滑油加氫裝置對原料適應(yīng)性的研究[J].煉油技術(shù)與工程，2016（02）：6-9.

[2]黃劍，齊慶軒，尚計鐸.蠟油加氫裝置摻煉催化裂化柴油的工業(yè)應(yīng)用[J].石油煉制與化工，2016（03）：77-81.

[3]張學(xué)軍.石腦油加氫裝置改造為催化裂化汽油預(yù)加氫裝置及其運行分析[J].石油煉制與化工，2016（03）：82-85.

[4]李林，朱玉新，張偉偉，姚偉.焦化汽柴油加氫裝置改航煤加氫裝置的技術(shù)改造[J].石油與天然氣化工，2016（02）：17-22.