中国石油乌鲁木齐石化公司炼油厂 新疆乌鲁木齐 830019
摘 要：本文介绍了60万吨/年连续重整装置预处理系统常见的腐蚀部位及设备，设备腐蚀原因分析及应采取的措施。
中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-4267692.htm
关键词：预处理 腐蚀 原因 措施
一、概述
本装置于2001年开始进行设计，催化剂再生部分采用法国IFP公司第三代连续再生专利技术及工艺包，其他部分由北京设计研究院设计。于2002年8月20建成，9月24日投料试车一次成功，属于中国石油乌石化公司芳烃联合装置。该装置预处理部分，60万吨/年重整反应部分及催化剂连续再生部分、重整油分馏部分、废热锅炉和公用工程部分组成。设计加工我公司常减压装置直馏石脑油、加氢处理后的焦化汽油和重石脑油。主要产品有高辛烷值汽油（RON102）组份、C6组分、C5、氢气、液化气和燃料气。其中预处理系统包括预加氢、蒸发脱水和预分馏等工艺过程。目的是从原料油中切取适宜重整工艺要求的馏分，脱除对重整催化剂有害的杂质及水分，使之满足连续重整催化剂的要求。预加氢部分采用先加氢后分馏的技术路线，以降低轻石脑油的硫、氮、氧等含量，正常情况下原料的预加氢仅考虑处理直馏石脑油，反应部分采用氢气循环流程。为了增加对原料的适应能力，预加氢反应器前增加了脱砷反应器，脱出原料油中的杂质，今年去年改造新加预脱砷反应器，预加氢反应器后为高温脱氯反应器，原料氯含量的设计值为2ppm。氯离子对设备腐蚀较为严重，在兄弟单位也发生过许多氯腐蚀设备导致停工的事件，本文对预处理系统的腐蚀原因进行了分析，同时提出了根本解决预处理系统腐蚀问题的措施。
二、预处理工艺原理及流程简述
预加氢作用是除去原料油中的杂质，生产出合格的精制油，从而满足重整催化剂对原料的要求。原理是在催化剂和氢气的作用下，使原料油中含硫、氮、氧等化合物进行加氢分解，转化生成H2S，NH3和H2O，然后经高压分离器和蒸发脱水塔除去H2S，NH3和H2O；烯烃经加氢生成饱和烃；砷、铜、铅等金属化合物经加氢分解后，砷、铜、铅等金属被催化剂吸附而除去。 发生的反应如下：
a. 脱硫反应
硫醇、硫醚、环状硫化物、噻吩、苯并噻吩都能发生脱硫反应,例如:
f. 化学吸咐
主要指有机或无机砷化物等金属杂质在催化剂活性组分及担体上发生化学吸咐作用，从而达到脱除原料中的金属杂质的目的。
从上述反应可知加氢生成的腐蚀介质H2S、HCl 、NH3 、H2O 含量大大高于进料中带来的硫、氯等腐蚀物含量。
由常减压来的直馏石脑油在边界与少量加氢处理后的焦化汽油、重石脑油石脑油混合后，一起经预加氢进料泵（P-101A/B）升压后再经过聚结器与预加氢循环氢压缩机（K-101A/B）出来的含氢气体混合，经预加氢进料换热器（E-101A～C）壳程与反应产物换热，并经预加氢进料加热炉（F-101）加热升温至反应温度后先进入预脱砷反应器（R-104）进行脱砷处理，再进入脱砷反应器（R-103），然后进入预加氢反应器（R-101）。原料油在催化剂和氢气的作用下进行加氢精制反应，脱除原料中的有机硫、氮、氯化合物和金属杂质，并使烯烃饱和。反应产物经高温脱氯反应器（R-102）脱除其中的氯后，进入预加氢进料换热器（E-101A～D）管程和进料换热，并与来自预加氢注水罐（D-106）的除盐水经预加氢注水泵（P-105）升压的除盐水混合洗涤产物中的丙烷盐，再经预加氢反应产物空冷器（A-101 A/B）和预加氢产物后冷器（E-102）冷凝冷却后进入预加氢气液分离罐（D-101）进行气液初步分离。罐顶部气体引出与来自重整部分的补充氢会合后进入预加氢循环氢压缩机（K-101A/B）入口缓冲分液罐（D-102）除去携带的液体，进入预加氢循环氢压缩机（K-101A/B）升压后循环至反应系统；液体产物从预加氢产物分离罐（D-101）在液位控制下分别经过汽提塔进料/塔底换热器（E-103A/B）管程与塔底物流换热后进入汽提塔（C-101）进入预处理分馏系统。
三、预处理系统腐蚀原因
在上述预处理反应原理中可以看出，原料通过加氢反应生成了HS、HCL、NH、HO等腐蚀介质，虽然装置设有脱氯反应器，但脱氯反应器脱氯剂床层的高径比不足3（接近3），设计原料氯离子含量为2ppm，当脱氯剂空速较高或原料氯含量较高时容易造成氯穿透。当HS和HCL在气体状态时是没有腐蚀性的，或者说腐蚀性很轻。但在冷凝区出现液体水后，便形成了腐蚀性极强的HCL- HS- HO- NH的腐蚀体系，而且由于HS和HCL互相促进构成的循环腐蚀会导致更严重的腐蚀破坏。
其腐蚀机理是在酸性环境下,对碳钢设备形成极强的腐蚀,即(1)Fe 直接与HCl反应生成FeCl腐蚀设备；(2) HS与Fe反应生成的FeS膜却很快地又被HCl破坏,形成对碳钢连续破坏的过程；(3) HCl与NH反应生成氯化铵盐又形成垢下腐蚀。以上是造成空冷A-101、后冷器E-102 穿孔和E-101 腐蚀的主要原因,也是预加氢部分产生腐蚀的主要原因。另外,可能会发生爆管事故不仅因为上述原因,还与弯头有关。有弯头部位易引起湍流冲刷冲蚀作用,加速FeS膜的剥落,使腐蚀层层深入,直至爆管。高含量氯是造成E101/ e. f 不锈钢18 - 8 应力腐蚀开裂的原因。罐内堆积的腐蚀垢物既有本身腐蚀产物又有上游冲带下来的腐蚀物。腐蚀的主要反应式如下:
生成的HCL又与FeS保护膜发生反应，破坏FeS保护膜，进一步产生腐蚀。
四、预处理系统易发生腐蚀部位及设备
综上所述，结合预处理流程总结出几处极易发生腐蚀的部位：
（1）连续重整装置预处理单元进料换热器E-101A/B/C/D。
（2）连续重整装置预处理单元产物空冷器A-101A/B。
（3）连续重整装置预处理单元汽提塔顶空冷器A-102A/B。
（4）连续重整装置预处理单元产物后冷器E-102。
五、应采取的措施
1、间断注水改为连续注水
在预加氢部分出现铵盐堵塞初期，设计采用间断注水冲洗的办法，即压降上升铵盐堵塞后进行水冲洗，压降恢复正常后停止水冲洗。但这样容易在局部部位形成高浓度的氯离子，造成更严重的腐蚀。而当没有水冲洗时，由于加氢反应过程中产生了水，极易造成垢下腐蚀。据资料介绍，设备垢下腐蚀的腐蚀速度是均匀腐蚀的20倍。建议将间断注水冲洗改为连续冲洗。
2、加强对原料氯含量检测频次
对原料的杂质分析进行跟踪监测，因现预处理是常压直馏石脑油直供，故应增加采样化验频次。抓住源头，提早作出相应的工艺改变。当脱氯剂的计算氯容接近脱氯剂的穿透氯容时及时更换脱氯剂。还应在预加氢产物分离罐（V-102）水包出口增加pH值在线监测仪。
3、增设在线腐蚀监测系
在易发生腐蚀部位增设在线腐蚀检测系统，目前炼油行业的腐蚀监测方法以电感和pH监测为主，中石油、中石化、中海油所属炼油厂，设备腐蚀监测的覆盖率已经很高，基于设备腐蚀特点，以常减压的腐蚀监测为必须，适当在催化、重整，乃至全厂的腐蚀监测系统也已经有较大普及。在线腐蚀检测系统的增设可以尽快掌握易腐蚀部位设备均匀腐蚀或局部腐蚀情况，及早在工艺上作出改变。
4、对多次腐蚀堵塞的设备增加副线便于不停工处理问题
可对易腐蚀设备增加副线，在发生腐蚀或铵盐阻塞时可切出处理。在空冷器出入口增加阀门，其中一台出问题可切除系统之外进行处理。此举可保证装置长周期运行。
5、可对易铵盐结晶设备定期进行压差检测
可定期对设备出入口进行压差检测，检测出设备压降，通过比较前后数据或与设计值对比判断此设备铵盐结晶严重程度。
6、保持精细平稳操作
严格遵守操作规程，在设计参数下和工艺卡片指导下进行装置开停工操作和正常温度、压力等工艺指标的调整。保证装置平稳操作，减少操作波动，对设备安全运行意义重大。
六、结语
预处理系统的腐蚀是炼油企业经常遇到的问题，处理和防护不好将严重影响装置的安全和平稳生产。这除了在设计阶段应考虑并采取相应措施，也取决于操作及管理人员的技术水平和业务素质。在日常的生产运行管理中应认真做好以下几个方面的工作：（1）加强对原料油及补充氢中氯化物的检测。（2）加强对装置易腐蚀部位的在线检测。（3）密切关注产物分离罐中酸性水的pH值，以便调整注水量。（4）加强日常设备巡检维护，及时发现问题及时处理，避免事故进一步扩大。
参考文献：
[1]王智.连续重整装置预处理系统的腐蚀与防护[J]. 石油化工腐蚀与防护，2005.
[2]林昊健.胜利炼油厂600kt/a连续重整装置预处理系统腐蚀[J].齐鲁石油化工，2004.
作者简介：葛春玲（1984-7）女，汉族，新疆乌鲁木齐人，助理工程师，主要从事炼油化工工作。
论文作者:葛春玲
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/24
标签：反应器论文; 装置论文; 设备论文; 原料论文; 产物论文; 催化剂论文; 铵盐论文; 《防护工程》2019年第3期论文;