炼油装置上的腐蚀在线监测结果分析

炼油装置上的腐蚀在线监测结果分析夏延1燊梁自生1崔金喜1徐小易21中石化广州分公司(广州510726)2广州易安达腐蚀科技有限公司摘要:中国石化股份公司广州分公司自2002年5月29日开始对炼油装置的空冷器、换热器、管线等进行了全面的腐蚀在线监测。在7月18日至8月15日期间，因设备维修而停止注氨。对上述期间腐蚀监测结果进行分析后指出，广州石化分公司炼油装置现行的“一脱三注”工艺防腐措施可将一次加工装置“三顶”低温部位的腐蚀速度控制在0.20mm/a以下。当停止注氨时，空冷进口总管、初馏塔顶空冷器进口管和冷凝器进口管处的腐蚀率可提高数十倍。因此一年中装置停氨时间不能超过15天；当焦炭塔的油气管线选用Cr5Mo耐热钢时，其腐蚀速率可控制在0.152mm/a左右。对各部位的腐蚀速度，注氨工艺效果，工艺参数以及Cr5Mo的大油气管线都进行了测量和和分析。本文也在充分利用在线监测结果，扩大信息量和对防腐工艺的指导等方面进行尝试。关键词：在线腐蚀监测炼油装置设备管理注氨工艺中国石化股份公司广州分公司的炼油装置以加工进口原油特别是中东原油为主。由于中东原油含硫量高，设备的腐蚀控制成为装置设备管理的重要环节。自2002年大修后对炼油装置的空冷器、换热器、管线等设备进行了连续在线腐蚀监测。测量数据直接反映了环境变化和设备腐蚀状况，为炼油装置的工艺和设备管理提供了依据。测量数据不仅显示出设备各个部位的腐蚀程度，它的另一个最重要的作用是可以通过数据分析结果调整改善工艺参数，例如“三注”的注入量、连续入注时间、注入部位等。在线腐蚀测量结果是其它观测方法无法直接取得的。1测量设备和方法炼油装置于2002年4月大修后开工，在线连续腐蚀监测从5月29日开始。本文的数据是采集自5月29日到8月15日时段的，共78d。目前测量工作仍在继续，全部探针工作正常。按照设计要求，这些探针将连续测量到2004年设备大修。2腐蚀速度观察装置从7月18日到8月15日因设备维修暂停注氨，一些部位的测量数据显示了腐蚀速度的明显变化。文中将腐蚀率分段计算，两个时间段为28d和50d，装置腐蚀速率及暂停注氨的影响见表1。表中除炼焦塔的油气管为Cr5Mo钢外，其余均为A3钢。表1装置的腐蚀速度和暂停注氨工艺对其影响探针位置腐蚀速率/(mm·a-1)（1）（2）（3）空冷器进口总管0.0723.10.32空冷器出口总管0.127换热器进口管≤0.0050.026初馏塔顶空冷进口管≤0.0051.350．12初馏塔顶空冷出口管0.005冷凝器-6冷凝液出口管0.018冷凝器-5进口管0.193冷凝器-4冷凝液出口管0.006冷凝器-4进口管≤0.0052.10．18加氢装置T201塔顶挥发线0.034炼焦塔的油气管0.152注：1）正常注氨时段；2）停氨时段；3）一年中假设有11个月正常注氨和1个月停止注氨的年腐蚀速率。表1显示，在连续执行现有的“一脱三注”（包括注氨）工艺防腐蚀条件下，各个测试部位的腐蚀速率均低于0.20mm/a，达到设备腐蚀控制的要求。同时我们也观察到，装置的注氨工艺连续执行与否极大地影响着设备的腐蚀状况，一年中停止注氨一个月时各个部位的腐蚀速率将大大超过设备管理要求。可见，注氨工艺的连续执行是保证装置处于低腐蚀状态的重要环节。3注氨工艺对腐蚀速度的影响在测试进行到第50d（7月18日），装置停止注氨。由此引起的设备腐蚀速度的上升迅速地在测量结果反映出来。以空冷器进口总管为例（图1），测量曲线图直观地反映了腐蚀状况改变，为设备运行管理提供了直接的依据。注氨在8月15日恢复正常。图1显示，在设备处于正常注氨的运行期间，空冷器的进口总管的腐蚀速度一直稳定地保持在0.072mm/a，也就是说连续执行现有的防腐蚀工艺完全可以满足设备腐蚀控制要求。当注氨暂停（第50d开始），腐蚀速度迅速上扬，20d后进入稳定，达到3.1mm/a，大大超出设备腐蚀控制要求。上述现象表明：现行的注氨防腐工艺对控制空冷器进口处的腐蚀是非常有效的；另一方面也说明设备的腐蚀积累很大程度上是由于短期的腐蚀控制工艺不连续造成，例如停机、缓蚀剂注口堵塞等。因此保持防腐工艺连续执行是确保设备安全运行的重要条件,而在线腐蚀监测则起到监控的作用。暂停注氨的影响不仅反映在空冷器进口总管上，其他测量部位也有明显显示。例如初馏塔顶空冷进口管和冷凝器-4进口管（图2）。图1空冷器在线腐蚀状况图2停止注氨对各个部位腐蚀速度的影响4进出口处腐蚀状况比较比较同一装置上进出口处的腐蚀状况，例如空冷器进口和出口总管的腐蚀变化曲线（图3）。可以看出：在进口处腐蚀的行为是比较规则的，但是它们对暂停注氨的响应比较大；而在空冷器的出口处腐蚀行为相对不规则，对暂停注氨做出的响应不明显。这就是说，注氨对出口处的腐蚀状态影响不明显。对于各种防腐措施，在装置的进出口处的响应可能完全不同，有必要对二者同时进行观测。从图4可以观察到在T201塔顶挥发线、空冷器出口总管和冷凝器-4冷凝液出口管，停注氨对腐蚀速率影响不明显。图3停止注氨对空冷器进口总管和出口总管的影响图4出口处和塔顶挥发线处的腐蚀状况5焦化装置油气管道的腐蚀情况图5是Cr5Mo总油气管线在连续380℃条件的腐蚀变化状态。从焦炭塔顶出来的油气管线处于350～450℃，焦炭中含硫成分，高硫腐蚀是一个严重问题。广石化炼油装置已经全部采用Cr5Mo耐热钢代替普通钢。观察到的Cr5Mo耐热钢的腐蚀速度为0.152mm/a，从曲线看腐蚀速度平稳。这说明Cr5Mo钢在高温条件下耐腐蚀性能良好。6结论a）广州石化分公司炼油装置现行的“一脱三注”工艺防腐措施，可有效地将一次加工装置的“三顶”低温部位的腐蚀速率控制在0.20mm/a以下。b）暂停注氨时空冷进口总管、初馏塔顶空冷进口管和冷凝器进口管处的腐蚀率升高数十倍。按此比率推算，一年中装置停氨的时间不能超过15d。在线监测结果可以对设备的腐蚀状况和防腐蚀工艺进行监控和管理。c）注氨工艺对装置的各个部位的影响差别很大,必须根据测量结果调整工艺参数，d）据初步测量结果，以Cr5Mo耐热钢为焦炭塔的油气管材质，其腐蚀速度为0.152mm/a，耐腐蚀性能良好。图5Cr5Mo油气线的腐蚀状况