編 輯 | 化工活動家

來 源 | 安全、健康和環境 廣州石化

作 者 | 王龍

關鍵詞 | 煉油裝置  塔頂腐蝕  控制

共 2689 字 | 建議閱讀時間 12 分鐘

導 讀

我國是石油資源加工和消耗大國，原油對外依存度高，加工的原油資源性質復雜，高硫、高酸等劣質化原油占比高。劣質原油加工產生的腐蝕已成為國內各煉廠不容忽視的問題。雖然各煉化裝置采取了一系列控制措施，但煉油裝置生產過程中仍不斷發生各種腐蝕問題，尤其是多相流動過程中腐蝕介質對煉化設備的沖蝕腐蝕失效問題，已成為制約煉油裝置安全穩定運行的重大隱患。煉油裝置塔頂回流系統因位置高、管線長，且經過多級冷卻，溫度變化較大，物料由氣相冷凝成液相發生相變，并通過機泵返回塔。該系統腐蝕影響因素較多，容易發生腐蝕。對各相關裝置塔頂回流系統腐蝕情況進行排查非常必要，帶有腐蝕缺陷的管線在運行過程中可能會泄漏，甚至導致惡性事故的發生。結合腐蝕機理及影響因素分析，采取針對性的防范措施，并提出防護控制策略，可以保證裝置安全穩定運行。

塔頂回流系統腐蝕情況

國內某企業多套煉油裝置出現過塔頂回流管線腐蝕減薄甚至泄漏的問題。該企業通過采用渦流掃查技術重點對輕催、延遲焦化三、芳烴、制硫、蒸餾三、加氫處理、重催等裝置塔頂回流相關管線進行檢測，對疑似減薄部位再通過超聲技術復核，確定腐蝕減薄點，跟蹤腐蝕情況，并擇機更換。

01

輕催裝置

采用渦流掃查技術對輕催裝置塔頂回流相關管線進行排查，發現3處易腐蝕部位，分別位于泵P-302-1/2區域5#彎頭外彎中部、P-302-1/2區域7#彎頭外彎上部、P-302-1/2區域14#彎頭外彎中部，缺陷類型為溝槽型，減薄率21.9%~38.4%。檢測發現輕催裝置塔頂回流管線腐蝕情況主要發生在泵出口管線的彎頭處，對減薄部位納入腐蝕臺賬管理并定期檢測，采購彎頭備件擇機更換。

02

三號延遲焦化裝置

采用渦流掃查技術對三號延遲焦化裝置塔頂回流相關管線進行檢測，發現頂循線泵P-1104-A/B入口管線的4#三通西側上部與下部存在減薄，減薄率為20.8%；超聲復核確認該部位上部和下部均存在面積約為30cm2的減薄，減薄率為22%。該部位也納入腐蝕臺賬并定期檢測，并采購三通備件擇機更換。

03

其余裝置

采用渦流掃查技術對芳烴、制硫、蒸餾三、加氫處理、重催等裝置頂回流系統腐蝕情況進行檢測，將壁厚減薄量為原始壁厚的20%以上的管線作為腐蝕重點部位，發現5套裝置的13條管線出現減薄情況，其中2條管線采用更換或材質升級的措施，其余管線需加強監測，擇機更換或升級，檢測結果、原因分析和措施如表1所示。

塔頂回流系統腐蝕機理

原油中存在少量雜質，如氯化鈉、氯化鎂和氯化鈣，在原油預熱流程及相聯的加熱爐加熱過程中，由氯化鎂和氯化鈣水解形成的鹽酸，在塔頂低溫系統形成腐蝕環境。該系統還存在硫化氫、低分子有機酸、二氧化碳和硫氧化物。硫化氫是由原油中含硫化合物熱分解產生的；低分子有機酸，如甲酸、乙酸、丙酸和丁酸，通常是原油中的高分子有機酸(例如環烷酸)熱分解產生的；二氧化碳溶解于原油或為環烷酸熱分解產生。加工中形成的鹽酸常常與氨結合，在塔頂系統產生固態氯化銨鹽；鹽酸也可以與胺結合形成氯化胺鹽，這兩種形式的鹽都可以在露點之上生成，并當存在足夠的水分時具有腐蝕性。塔頂系統由于腐蝕介質復雜且相互影響，如果控制措施不當會對塔頂系統帶來腐蝕影響。劣質原油加工帶來腐蝕性介質含量增加，操作波動等造成油水分離不徹底，腐蝕介質會在塔頂回流系統聚集并帶來嚴重的腐蝕，例如塔頂的結鹽可能由于塔頂回流罐分離效果不好導致鹽隨水回流返回塔內，另外由鹽酸腐蝕產生的氯化鐵會與H2S反應生成難溶的硫化鐵，導致結垢問題。

防護措施

針對煉化裝置塔頂回流系統腐蝕檢測情況，結合腐蝕機理、工藝流程、腐蝕介質分布規律，采取建立腐蝕監測網絡、加強管線腐蝕檢查和監測等措施，為設備的檢維修、正常運行提供依據，包括加強對物料中腐蝕性介質含量的監測和分析，建立定期分析制度，嚴格控制腐蝕性介質的含量；在生產裝置停工檢修時，由防腐專業人員、設備管理人員、工藝管理人員等組成腐蝕檢查組對塔頂回流管線內部腐蝕狀況進行詳細檢查和測評。在煉廠日常生產過程中應重點做好以下防護措施。

01

工藝防腐

塔頂回流系統腐蝕的主要原因之一是介質中含有腐蝕性物質，如濕硫化氫、二氧化碳等，這些腐蝕性物質來源于原油本身或反應產生的副產物。減少原油中腐蝕性物質，能有效減緩腐蝕問題。對煉制原油主要為進口高硫原油的企業，除硫外還應嚴格控制摻混后原油的酸值、鹽含量及有機氯含量，做好“一脫三注”工作，選擇適宜的破乳劑，優化電脫鹽操作，嚴控脫鹽后原油鹽含量，優化塔頂系統注中和劑、緩蝕劑和注水等措施，提高工藝防腐措施的有效性，從源頭控制塔頂回流系統的腐蝕問題。

02

材質升級

對腐蝕嚴重的塔頂回流系統，可采取材質升級的措施。根據介質溫度不同采用升級為合適的材質，如低溫系統可升級使用300系列不銹鋼、2205雙相鋼以及625等。材質升級前要進行充分的評估，結合工藝介質特性充分考慮材質的全流程防腐能力，兼顧材質升級的經濟性和合理性。

03

在線監測和停工檢查

采用渦流掃查技術對煉油裝置的塔頂回流系統進行在線監測，對疑似減薄部位再通過超聲技術復測。該技術成功發現了某企業催化、焦化等裝置塔頂回流系統腐蝕減薄問題，避免因腐蝕加劇導致泄漏甚至著火爆炸事故的發生。渦流掃查技術結合超聲定點測厚技術，可以進一步確認腐蝕問題，該組合技術可在裝置正常運行情況下應用，經濟高效且準確性較高。當裝置停工檢修時對減薄部位進行檢查，與正常生產時在線檢測發現的問題進行對比，對腐蝕嚴重的部位進行處理，若能滿足運行周期的要求，可更換原材質管線；如果嚴重腐蝕達不到使用年限的要求，可進行材質升級。需要特別關注原始腐蝕破壞形貌信息的收集，這是準確分析腐蝕機理和制定防腐蝕措施和策略的重要依據。

04

建立腐蝕防護管理體系

通過關鍵裝置塔頂回流管線腐蝕情況的檢測及管控，以點帶面逐步建立起全生產流程腐蝕防護管理機制。通過全面檢測，梳理腐蝕重點裝置、重點部位，可建立詳實的防腐臺賬和數據庫。同時明確相關單位的職責和分工，如生產技術部門負責工藝防腐管理、設備部門負責升級改造可行性論證、各裝置負責定期檢測和防腐措施執行等，各部門緊密配合，經過多周期數據采集及存儲，可形成關鍵裝置塔頂回流系統腐蝕數據庫，逐步建立全廠腐蝕數據庫。在此基礎上做好定期跟蹤和優化工作，主要跟蹤防腐措施落實情況，對落實不到位導致腐蝕加劇的問題需要研討再制定新的防護措施，逐步形成完整的腐蝕防護管理體系。

結 論

關鍵煉油裝置塔頂回流系統腐蝕的控制，需要從工藝介質源頭管理、設備材質選用和監控、裝置全生命周期防腐體系建立等方面來做好防腐工作。因此，應持續做好原油劣質化、腐蝕檢測等原始數據的積累，識別易腐蝕部位，從工藝技術防腐、材質選材等方面采取控制措施才能有效避免因腐蝕而導致泄漏等嚴重后果。腐蝕具有突發性，但其更普遍的特性為持續性，持續破壞，逐步造成局部腐蝕加劇，甚至穿孔泄漏導致災難性后果。建議煉廠工藝設備專業管理人員制定關鍵煉油裝置塔頂回流系統管理細則，既要做好工藝介質源頭管理，也要做好管線設備材質選用和監控，更重要的是建立全生命周期的防腐體系。