试论加氢裂化装置设备的腐蚀分析及防护

试论加氢裂化装置设备的腐蚀分析及防护

景大尉

中国石油化工股份有限公司天津分公司炼油部 天津市 300270

摘要：该装置的长期运行对提高炼油厂的效率具有重要影响。影响加氢裂化装置长期运行的因素不仅有催化剂的活性，还有设备管道的腐蚀。本文分析了腐蚀的类型并总结了该装置腐蚀防护措施和效果。

关键词：加氢裂化；设备腐蚀；防治措施

前言

催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工工艺。是增加原油加工深度、提高轻油收率的重要手段。近年来，随着原油开采的不断深入和加工原油性质的不断恶化，重油催化裂化的比重不断增加，导致催化裂化装置腐蚀倾向加大，影响了原油的安全生产。催化裂化装置腐蚀是重油催化的独特现象，已成为影响装置平稳运行、产品质量和安全生产的重要因素之一。

1. 设备腐蚀的主要原因

加氢裂化装置在运行过程中，由于原料中含有少量氯、硫、氮等元素的化合物，加硫反应，在反应过程中会产生一些引起设备腐蚀的物质，如氯化氢、硫化氢、氢气、氯化铵等，这些化学物质在一定的环境作用下相互作用，产生化学作用。有些物质还可能直接与精炼设备表面或内部的金属材料发生反应，导致设备腐蚀。同时，还有循环水腐蚀、高温腐蚀、高温烟气露点腐蚀等，各种腐蚀现象会严重影响设备管道，导致壁厚减薄、渗透，并可能造成泄漏等火灾和爆炸严重后果。为了避免这种现象的发生，我们应该对各种腐蚀类型和控制措施进行研究，以减少腐蚀现象的发生，使设备运行更安全、更长久。

2. 加氢裂化装置腐蚀类型及防腐措施

1. 循环水腐蚀

循环水产生的主要原因是电化学腐蚀。控制措施是每周检查循环水水质，如PH、电导率、总铁、浊度、氯离子、硬度、COD、总磷等，确保水质合格，减少腐蚀 。

2. 高温烟气硫酸露点腐蚀

加热炉的烟气中含有二氧化硫、三氧化硫、水蒸气等，当烟气冷却到露点温度时，设备表面会形成硫酸露珠腐蚀设备。影响露点温度的因素是燃气中的硫含量和过量空气系数。控制措施是每周检测燃气的硫含量，计算烟气露点温度，控制排烟温度高于露点温度。

3. 硫化氢腐蚀

硫化氢腐蚀有两种主要类型：电化学腐蚀和氢致损伤。硫化氢溶于水后电离变为酸性，使管道发生电化学腐蚀，使管壁变薄或局部点蚀、穿孔。同时产生的氢原子被钢吸收，会破坏基体的连续性，造成氢损伤。氢损伤通常表现为硫化物应力开裂（SSCC）、氢致开裂（HIC）和氢鼓泡（HB）等形式的破坏。

3.1选择合适的材料，在维修时使用耐氢损伤的材料，对焊缝进行100%无损检测，并按规定进行热处理。

3.2注入缓蚀剂，在分馏塔顶部注入缓蚀剂，形成保护膜，减少硫化氢对塔顶精馏管道和空冷器的腐蚀。施工初期应加大注入量，每周对回流罐内的酸水进行取样分析，并根据PH和总铁含量调整注入量。

4. 氯化铵腐蚀

原料油中的氮和氯通过反应器生成氯化氢和氨。两者反应生成氯化铵，在随后的换热过程中，随着温度的降低，在冷低油/热高气换热器和高压空冷区会形成盐分堵塞管束，造成压差增大。生产时不断注入软化水溶解铵盐，保证系统压差。但是，溶解的氯离子会对管束造成点蚀，可能造成长期腐蚀，这会造成管束穿入，造成高压和低压，对低压设备和装置造成很大危害。因此，在生产中采取了以下控制措施：

4.1原料特性分析，每月对原料油的氯含量、硫含量、氮含量、水分、铁含量进行分析，确保从源头上将进入装置的腐蚀性物质浓度控制在控制指标以内。

4.2对于反应注水，盐温是通过计算装置的运行数据获得的。换热器连续注水，上游换热器间歇注水，注水量根据反应体系压差和冷高点酸水数据调整。

4.3注入高压驱盐成膜剂，通过在换热管束表面形成保护膜，减少氯化铵的附着，从而减少腐蚀。

5. 选择合适防腐保护层

防腐保护层的作用可以保护加氢裂化装置的表面和内部，可以有效防止氧气或空气物质与装置直接发生化学反应，同时也可以严格控制腐蚀程度。一般情况下，系统中的防腐保护采用化学注入法，将相应的阻垢剂、缓蚀剂、缓蚀剂分别注入不同部位，溶解结垢物质，形成防腐保护膜。外部防腐保护层的喷涂选用发动机油或瓷砖等非金属材料。当然，除了使用这些非金属材料外，通过电镀在设备表面喷涂防腐物质也可以起到防止设备腐蚀的作用。常见的喷涂材料主要有锌、硒、铬等，这类金属物质氧化后会形成氧化膜，氧化膜能有效抵抗水和空气对器件的腐蚀作用。

三、加氢裂化装置腐蚀在线监测

根据加氢裂化装置的特点、腐蚀程度等，构建腐蚀评价模块，得出腐蚀分析结论后，可以完善过程防腐和腐蚀监测检查计划，腐蚀可设置探头和在线测厚点。工作人员开始安装调试系统，在服务器上进行系统平台安装、设备基础数据导入等操作。数据平台的数据通信接口连接后，即可调试运行，并可根据得出的测试结论调整防腐方案。系统处于运行状态，工作人员将离线数据导入其中，根据系统自动生成的腐蚀评估和数据监测预警结论，实时监测装置腐蚀、过程腐蚀防护和腐蚀监测需要的参数过程中进行调整，必要时也可进行预防性维护。

1. 腐蚀探针监测情况

加氢裂化腐蚀探头共4个，分馏塔顶部湿式空冷进水支管2个，装置主界面循环水进出水口1个；在线监测系统实时监测腐蚀情况，并给出随时间变化的腐蚀速率。生产人员根据变化曲线分析腐蚀速率变化的原因，并进行相应的操作调整，一般控制指标小于0.2mm/a。

2. 管线在线测厚情况

高温在线测厚共22个测点，主要分布在高压风冷进口管道三通、冷高段进口管道弯头、冷低段进口管道弯头、加热炉出口管道弯头和湿气冷却入口支管弯头，这些部位的物料流速快，冲刷腐蚀能力强。通过对它们进行监测，可以知道整个管道的腐蚀情况。在线测厚系统将显示7天平均厚度、月减薄率和最小允许厚度。如果相似点腐蚀速率相差较大，则考虑设备偏差进行场地调整，当管道壁厚下降到设定值时，可及时送出管道壁厚预警，通过维护和更换，避免管道破裂和泄漏事故。

结束语

综上所述，加氢裂化装置中处理含硫蜡油的设备在运行过程中会发生各种腐蚀。生产中采用各种控制措施来减缓或消除腐蚀。一是通过选用耐腐蚀材料来控制；二是通过建立在线腐蚀监测系统来控制；三是通过注入控制；四是通过控制工艺参数来控制；五是通过检查更换腐蚀过度的设备和管道，不能满足安全要求和维护，以确保设备能够安全、长期地运行。

参考文献

[1]高美莹. 加氢裂化装置设备的腐蚀分析及防护措施[J].化工中间体， 2018 (008): 160-161.

  [2]李贵军,刘小辉. 催化裂化装置设备和管道的腐蚀分析, 石油化工设备技术, 2010, 31(6): 53-56.

  [3]蒋全荣，修鹏昊，徐超. 基于加氢裂化装置的腐蚀分析和防腐对策[J]. 中国化工贸易， 2019, 011(008): 214.

窗体顶端

窗体底端