克拉玛依市科华技术服务有限责任公司 新疆克拉玛依 834003
摘要：某石化企业常减压蒸馏装置用于防腐的在线检测系统，包括10套低温电感探针、6套高温电感探针和3套pH值探针。防腐监测系统则由电感探针、数据采送器、转化模块、上位机及相应软件组成。2012年10月份腐蚀损耗加重，通过对比当月的在线腐蚀监测系统监测曲线和实时原油性质数据可知，当月加工原油硫质量分数最高（1．34%），是造成腐蚀加重的主要原因，与腐蚀温控趋势吻合。根据腐蚀曲线的异常变化，采取及时调整掺炼比例和装置工艺参数等措施，可以有效减缓装置设备腐蚀，延长装置的安全运行时间。
关键词：腐蚀在线监测系统；常减压蒸馏装置；应用
引言
随着加工原油硫含量的不断增加、劣质化日趋突出，装置设备的腐蚀越来越严重，由腐蚀引发的设备问题和安全隐患也逐渐增多。如何对腐蚀进行监测、及时掌握设备的腐蚀状况，指导工艺防腐措施的实施，进行腐蚀的有效控制和防护成为目前设备管理的一个重要内容和课题。因此，在2012年10月大修停工检修期间，石化公司在Ⅰ套/Ⅱ套常减压装置安装了格鲁森公司的GR6000腐蚀在线监测系统，用以实时监测设备腐蚀速率，指导优化工艺防腐措施。
1、常减压蒸馏装置腐蚀特征
常减压蒸馏装置在不同的温度和压力条件下，利用组分分馏点的不同将原油分馏成汽油、煤油、柴油、蜡油和渣油等。装置设备腐蚀受原油性质影响较大，原油中腐蚀性的硫组分和环烷酸在不同的温度条件下对设备的不同部位产生各种腐蚀。在常减压蒸馏装置中主要有以下3种腐蚀形态：（1）低温H2S-HCl-H2O腐蚀；（2）高温H2S+S+ＲSH（硫醇）腐蚀及高温H2S+ＲCOOH（环烷酸）腐蚀；（3）烟气露点腐蚀。
2、腐蚀监测原理
（1）精密电阻探针。精密电阻探针采用目前最先进的电阻测量技术，用于监测腐蚀介质对管道的腐蚀速率，测量精度高，数据实时准确。精密电阻监测方法是建立在均匀腐蚀的基础上，通过测量金属探针在腐蚀前后的减薄量而引发的探针电阻值的变化来测量腐蚀速率。它反应的是一段时间内的腐蚀积累情况。精密电阻探针能够测定液相或气相的腐蚀，可应用于电解质腐蚀体系和非电解质腐蚀体系，并且将腐蚀量变成电子信号输出，实现了实时在线监测，是目前使用比较广泛的在线腐蚀监测方法。（2）pH探针。介质pH值的在线监控对稳定工艺过程、降低原料消耗、减少设备腐蚀等起着重要作用。pH电极包括参比电极和测量电极，参比电极有固定的电位。测量电极的电位随H+的浓度变化而变化，这两个电极形成一个原电池，测量两电极的电压，即可以知道被测溶液中的pH值。（纯水[H+]=10-7，pH=7；酸性溶液[H+]>10-7，pH<7；碱性溶液[H+]<10-7，pH>7）3.在线监测系统组成GR6000腐蚀在线监。
3、工艺防腐蚀措施
蒸馏塔顶除了升级设备本体材质至更高等级的如钛合金、双相钢外，主要的防腐蚀措施是“一脱三注”的工艺防腐蚀。在蒸馏塔顶冷凝区的HCl-H2S-H2O腐蚀环境中，H2S的存在仅是在酸性环境中加重了铁离子的消耗，而与氯离子有关的腐蚀最为主要，当HCl含量增加时金属腐蚀速率增加明显、当HCl含量降低时金属腐蚀速率也会降低。HCl主要来源于原油中的无机盐分解，为了减少了原油炼制过程中HCl析出，在原油电脱盐过程中将盐、碱金属和重金属等脱离，同时在蒸馏三顶注入氨水等中和剂来中和塔顶的酸性成分，由于氨水的注入在温度降低时会促进氨盐的形成，因此便要在塔顶注入水，来阻止铵盐的组成，避免形成铵盐的垢下腐蚀发生，同时通过注水来控制和调节初凝区的位置、稀释初凝区的酸液，提高初凝区的pH值，使塔顶pH值为7～9。对于设备本身的防腐蚀，通过成膜缓蚀剂的注入效果最为明显。成膜缓蚀剂分子内的极性基团吸附在金属表面上，另一端的烃类基团形成一层疏水性保护膜，使金属与腐蚀介质之间形成一道屏障，达到减缓金属腐蚀作用。
4、腐蚀在线监测系统的应用
2012年10月初馏塔和常压塔塔顶空冷器入口总线的在线腐蚀监测曲线分别见图1和图2。由图1和图2可知，当月腐蚀损耗呈缓慢上升趋势。通常，初常顶空冷管线出现的腐蚀加剧与原油性质以及一脱三注有直接关系。从原油种类及性质考虑，该月常减压蒸馏装置加工原油品种有中原原油、中原内蒙古原油、石油集团二连原油、塔河混合原油、沙特中质油、沙特重质油、塔木察格原油、伊朗重油，原油种类较多，品质复杂。图3为减压塔底泵出口管线在线腐蚀监测曲线。由图3可知，当月腐蚀损耗总体较平稳，但10月腐蚀损耗突然加重，其腐蚀主要是由高温硫腐蚀引起，对比当月原油硫含量分析可知，当日加工原油的硫质量分数为当月最大值1.34%，导致腐蚀加重，其后由于原油性质稳定，渐趋平稳，原油性质分析结果和腐蚀在线监测曲线变化是吻合的。根据当月在线腐蚀监测曲线，车间进行了电脱盐技术攻关，调整了一脱三注工艺操作，减缓了腐蚀损耗的加重。由分析结果可知，10月三塔切水铁离子质量浓度均值分别为0.62，0.62和0.65mg/L，较9月份略有增大，但仍控制在厂控指标之内（不超过3mg/L），三塔切水pH值分别为6.6，7.3和6.7，也仍控制在厂控指标之内（6～9），总体防腐蚀情况良好。
参考文献：
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论文作者:王军山
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/20
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