劣质原油的腐蚀及解决方案
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原油加工过程氯的腐蚀与防治问题摘要:对于原油加工而言,腐蚀问题历来是管理重点和难题,其中氯化物的腐蚀最为突出,既影响了设备性能,也对炼厂安全构成了威胁,故必须加以有效防治。
对此,笔者阐述了原油加工中氯化物腐蚀的危害,并以其腐蚀机理为切入点提出了几点防治措施,希望对缓解原油加工中氯的腐蚀现状有所助益。
关键词:原油加工;氯化物腐蚀;防治近年来,原油重质化、劣质化问题日益严重,尤其是氯元素的不断增加,对设备性能和炼厂安全构成了极大的威胁,进而使得氯化物超标问题备受关注。
这就要求我们重视原油加工中氯腐蚀的高危害性,并立足实际采取切实有效的措施加以防治,通过减少氯的含量,促进原油加工朝着安全、高效、优质的方向发展。
一、原油加工过程中氯腐蚀的危害由于油田时常会遇到油井堵塞问题,制约了采油产量的提高,所以往往会加入含有氯代烷烃的清蜡剂、降凝剂、降粘剂、清解堵剂等诸多化学药剂来改善采收率,当其与原油一同进入炼油系统时,便会直接或间接的腐蚀炼油设备和装置。
具体的说,当化学药剂中的氯代烷烃经高温水解形成氯化物后会在蒸馏塔中严重腐蚀减压蒸馏装置、冷凝装置,使其难以安全生产,而且还可能引发管道阻塞、催化剂中毒等问题,如某炼油厂的常减压装置在氯化物的腐蚀下出现了多次泄露、塌陷、浮阀脱落问题,高压换热器和空冷也存在严重的腐蚀等等,二次加工装置也难以幸免。
故原油加工过程中氯的腐蚀无论是对炼油生产装置的安全运行使用寿命,还是企业的经济效益,均带来了巨大的不良影响,亟待改善。
二、原油加工过程中氯的腐蚀机理之所以在原油加工过程氯腐蚀的防治问题中分析氯的腐蚀机理,是因为只有了解其形成过程,才能对症下药提高防治措施的有效性,更好的解决氯腐蚀问题。
研究发现,原油加工过程中的氯主要分为有机氯化物和无机氯化物,虽然两者属性不同,但均会造成设备腐蚀以及催化剂中毒,而且腐蚀设备的过程都与 HCl有关。
无机氯化物可与水直接发生化学反应生成 HCl,而有机氯化物则难以发生水解,但当其到达减压塔时,经电脱盐处理后的水 PH 值会有所提升变为碱性,致使部分有机氯化物发生水解产生气体 HCl,并随油气流一同到达减压塔顶部,当其遇到水便会形成腐蚀性强的稀盐酸,最终腐蚀设备,同时少量的水蒸气达到冷凝系统变成冰时,气体 HCl 会溶于其中形成稀盐酸环境,进而对周围设备造成腐蚀[1]。
河南汇龙合金材料有限公司编制刘珍技术部原油储罐腐蚀情况分析及保护方法随着国家石油战略储备工作的开展,大型原油储罐的建设方兴未艾。
储罐在使用过程中经常受到各种有害介质的腐蚀而导致安全问题日益突出。
另一方面随着我国石油化工行业的迅速发展,原油消耗量的不断提高,我国已开始大量进口国外原油。
国外油田的产品成分更加复杂,硫化物、盐等杂质增多,使原油增加了电解质溶液特征,尤其是中东原油日益劣化,呈高酸、高硫、高含水量变化趋势,都加重了油罐的腐蚀。
原油罐罐底腐蚀情况最为严重,大部分为溃疡状的坑点腐蚀,直至穿孔。
主要发生在焊缝区、凹陷及变形处。
底部腐蚀特征为坑蚀与点蚀,腐蚀速率甚至超过lmm/a。
原油罐设计寿命一般为20年,但实际上原油罐底板往往经数年就穿孔,日本曾对131座未加阴极保护的10000m3以上的大型油罐在罐内用超声波测定底板厚度,局部的最大腐蚀率达到0.5mm/a。
美国一家储罐维修公司把整个储罐顶高3m后,直接检查底板外侧,得到了类似结果。
原油储罐底板穿孔后大量一、油罐腐蚀情况及腐蚀分析1.腐蚀概念河南汇龙合金材料有限公司编制刘珍技术部腐蚀是金属和周围环境起化学或电化学反应而导致的一种破坏性侵蚀。
腐蚀是一种化学过程,而且大多都是电化学过程,伴随着氧化-还原反应的发生。
2.油罐腐蚀的类型根据其作用原理的不同,油罐的腐蚀主要有以下几方面。
2.1化学腐蚀油罐本体与所储存的介质或油罐外壁与周围环境发生化学作用而引起的破坏,腐蚀过程中没有电流产生,一般腐蚀较轻。
2.2电化学腐蚀在腐蚀过程中有电流产生,是油罐最主要、最严重的一种腐蚀,主要发生在罐底和罐壁。
油品中含有水、氯化物、硫化物及无机盐、有机酸等是造成电化学腐蚀的主要原因。
3.油罐腐蚀分析3.1罐底腐蚀由于油品沉降于罐底的少量水分中含有浓度很高的盐、酸、硫化物、溶解氧、氢等离子,电化学腐蚀性相当强,使罐底板产生斑点、蚀坑、甚至穿孔。
河南汇龙合金材料有限公司编制刘珍技术部3.2储油罐底部外侧腐蚀由于罐底坐落在沥青砂面上,由于地下水从沥青砂层上断裂缝的渗入、罐排水、消防喷水及罐底板穿孔漏水等都会加速底板腐蚀。
加工劣质原油对策讨论当前世界原油开采的总趋势是变重,重质含硫含酸等劣质原油增加,原油价格持续在高价位下运行。
劣质原油由于加工能力限制,与优质低硫原油价差拉大。
就国内而言,成品油价格与原油价格长期倒挂,中国石化加工进口高价原油占到加工总量的70%以上,造成炼油企业全面亏损的局面。
本文主要就中国石化为降低原油采购成本,提高炼油企业效益,加工劣质原油需采取的技术对策进行讨论,以供参考。
1加工劣质原油是一项重大战略举措1.1劣质原油的范围1)美国NPRA对原油轻重的分类为:API度大于38为轻质原油,API度小于22为重质原油,API度22-38为中质原油。
但是在商品原油贸易中有一些习惯性的分类,例如阿拉伯重质原油API度为27.9等。
因此,目前按API度大于36为轻质原油、API度小于27为重质原油、API度27—36为中质原油,也是可行的。
2)商品含硫原油一般分类为:硫含量小于0.5%为低硫原油,硫含量大于1.5%为高硫原油,硫含量0.5%-1.5%为中等含硫原油田。
3)原油总酸值(TAN)小于0.5mgKOH/g为低酸原油,TAN大于0.5mgKOH/g为含酸原油,TAN大于1.0mgKOH/g为高酸值原油。
由此得出,符合API度小于27、硫含量大于1.5%、TAN大于1.0mgKOH/g任何一项指标的原油,可称为劣质原油。
1.22030年前石油仍将是主要能源来源在20世纪最后10年,常规原油探明剩余储量平均每年在1400亿吨左右。
进入21世纪,世界原油产量每年约为36—37亿吨。
由于原油勘探技术的进步,世界原油探明剩余储量近年来出现增长趋势,2002年超过1600亿吨,2003年超过1700亿吨、到2005年达到1770亿吨(均是当年1月1日止的统计数据)。
世界原油供需基本平衡,综合国际有关机构的预测,世界石油资源完全可以满足未来25年的消费需求,2030年前石油仍将是世界主要能源之一。
1.32030年前炼油仍是中国石化的主业2005年我国原油加工量达到2.95亿吨,全国石油消费量为3.27亿吨,占世界石油消费量的8.5%。
随着石油天然气不断发展,越来越多的原油储罐投入到生产过程,成为油气储运环节的重要存储设备之一,在油田各类站场及油库等广泛运用。
储罐在运行过程中,经常遭受内部介质环境和外部环境的双重影响。
以某采油厂联合处理站3000m³沉降罐为例,对储罐罐顶的腐蚀进行分析,并提出减缓腐蚀的措施。
一、罐顶腐蚀概况该沉降罐是利用其内部结构功能,将含水原油进行沉降分离处理,对原油中的含水、含盐、杂质进行净化处理,使油水等进行分离。
该罐于2008年建成投入使用,顶板厚度为6mm,顶板和加强肋均采用Q235A材质,罐顶内外涂有防腐层。
2020年开罐检修,检查发现罐顶有多处穿孔,罐顶加强肋已全部腐蚀殆尽,对罐顶进行厚度检测,储罐的剩余厚度仅剩1.5~3mm。
罐顶内部防腐层已经脱落,外部局部呈现锈蚀痕迹,罐顶局部发生凹陷,且内部大部分部位呈现出铁锈堆积等。
二、罐顶腐蚀原因分析1.内部腐蚀。
储罐内部罐顶与油面以上均为气相空间,故罐顶内腐蚀是由气相介质造成。
罐内介质为含水原油,其内部含有硫化物、无机盐、微生物等,在储罐运行过程中挥发出来的SO2、HCL等,与空气中的水分、氧气结合后溶解,在罐顶内部表面形成具有腐蚀性的酸性溶液,并形成腐蚀原电池的条件,从而导致罐顶出现腐蚀的情况。
而在储罐大小呼吸作用下,储罐外部的水分以及气体会通过呼吸阀大量进入罐内,罐内气体浓度不断发生变化,氧气浓度也会发生变化,这样就使得罐顶腐蚀加剧。
2.外部腐蚀。
储罐罐顶外表面处于大气环境(工业大气、海洋大气等),腐蚀性受到储罐建设地和含污染物环境有关。
大气腐蚀的程度取决于气候条件(湿度、温度、温差等)和大气中的污染物质(SO2、盐粒等),含硫气体是工业大气中对金属腐蚀性比较强的气体,联合站储罐罐顶由于“呼吸”作用挥发出大量的含硫气体和其他危害气体,造成联合站长期处于腐蚀性环境中。
且由于罐顶表面长期的温度变化形成干湿交替,这些有害气体在表面形成弱酸性的溶液,导致罐顶外表面出现腐蚀的情况。
原油储罐的腐蚀机理分析及应对措施摘要:作为社会经济发展和综合国力衡量的重要因素,原油资源非常宝贵。
油罐是原油在油气采输系统中的主要容器,由于当前我国炼化企业加工的原油逐渐向重质化、劣质化、高含硫等不利方向发展,从而使原油油罐腐蚀问题进一步加重,造成石化安全生产隐患和石化企业经济损失。
本文通过分析原油油罐腐蚀形成的机理,探讨应采取的应对保护措施,以便提高原油储罐的防腐蚀水平。
关键词:原油储罐;腐蚀机理;应对措施由于原油内含有一些如硫化物、无机盐、有机酸、二氧化硫、氮化物、水分、氧等腐蚀性杂质,虽然这些杂质含量较少,但容易造成储罐腐蚀,目前绝大多数储罐损坏是由腐蚀引起的,如外腐蚀和内腐蚀。
随着我国原油消耗的日益加大,国产原油已不能满足自身市场的需要,需要进口外国原油。
随着中东原油质量的不断下降,高硫化、高酸、高含水量趋势越发严重,也加剧了原油储罐的腐蚀。
腐蚀容易使原油油罐使用寿命大打折扣,且腐蚀物质进入原油后容易在炼化后污染环境,降低成品油质量。
而一旦储油罐因腐蚀穿孔出现原油泄漏事件,不仅容易污染环境,还容易引起重大火灾或爆炸事故,造成严重的安全生产事件并影响人身财产安全。
1原油储罐腐蚀机理分析原油储罐一般使用寿命设计为20年,但因为各种原因加上防腐意识不强,原油储罐的使用寿命一般都达不到20年这个期限,研究表明在投入使用2-3年后,罐体都会出现不同程度的腐蚀,其中以油罐底部和顶部腐蚀最为严重,特别是油罐底板及底圈壁板的腐蚀速度是最快的,可以>0.15mm/年的速度发展,并出现大面积腐蚀麻坑,深度可达1-3mm。
1.1气相部位腐蚀机理油罐气相部位的腐蚀主要是电化学腐蚀,主要是该部位的原油挥发出H2S、HCI等酸性气体,或罐中原有或后期进入的水分、CO2、SO2等气体可凝结成酸性溶液凝聚在罐壁,从而发生化学腐蚀。
其中CO2可造成片状腐蚀、坑点腐蚀等局部腐蚀。
而硫腐蚀主要是以s元素、H2S为主,在无水状态下,原油的硫化氢对金属无腐蚀作用,但在有水气的情况下,H2S或S元素容易产生固态形式腐蚀产物,且腐蚀速度变快。
原油储罐的腐蚀机理分析及应对探讨随着全球原油资源竞争的加剧,我国许多炼化企业所加工的原油逐渐向劣质化、高含硫、重质化等不利方向发展,由此而引发的原油储罐腐蚀问题进一步显化。
针对原油储罐服役过程中腐蚀状态的差异性,文章对储罐不同区域的腐性机理进行了详细分析,并提出新的防护理念与预防措施,以确保原油储罐的安全、稳定、经济运行。
标签:原油储罐;腐蚀机理;分析探讨原油在常温、常压下呈液态,其主要成分是烃。
此外原油中还含有少量无机盐、硫化物、氯化物、有机酸、二氧化碳和水分等,虽然含量极少,但对设备腐蚀危害极大。
随着全球原油资源竞争的逐渐加剧,国内外许多油田采取添加各種助剂增加原油开采量,这就使储存的原油逐渐向劣质化、高含硫、重质化等不利方向发展,不但会造成原油储罐使用寿命大大缩短,甚至会因腐蚀产物进人后续工序而导致催化剂中毒,影响装置的稳定运行。
原油储罐发生的腐蚀泄漏的案例中,我们统计发现罐壁都存在轻微腐蚀,罐底板腐蚀情况严重,呈现出大面积多处片状腐蚀、坑蚀,腐蚀深度都较深。
经检查罐顶部也存在腐蚀,并存在局部麻坑。
如果不是清罐检查,同样会造成腐蚀泄漏事故,因此对原油储罐的腐蚀机理进行研究意义重大。
1原油储罐防腐蚀现状针对原油储罐的防腐蚀问题,不同国家、不同单位采取的措施各不相同。
总体原则是提高材料本身的耐蚀性,降低原油中腐蚀、有害元素的含量,在材料和介质之间施加一定的保护涂层以及电化学保护。
1.1提升原油品质拓展原油资源市场,采购优质原油;优化原油开采工艺,采用性能优良的助剂,降低原油酸值、氯离子含量及含水率等。
对于活性硫含量较高的原油,采用脱硫的方法,减少硫及其化合物(502或H25等)。
(1)选择耐蚀性材料从纯粹性的技术角度来看,解决腐蚀问题的一个浅显的办法是使用耐腐蚀性更强的材料。
20世纪90年代,日本选择耐腐蚀性较好的Ti材,用以解决不锈钢的点蚀和应力腐蚀开裂。
但这一方法对于我国来说,则不是很适应,主要是Ti 材的价格昂贵,成本过高。
加工劣质原油装置大修腐蚀检查与分析1. 引言在石油加工行业中,原油是最基本的原料之一。
在一些情况下,我们可能需要处理劣质原油,这种原油常常含有高硫、高酸、高沥青质等成分,其腐蚀性较强。
为了确保加工劣质原油装置的安全运行和延长设备使用寿命,定期进行大修是必要的。
本文将重点介绍加工劣质原油装置大修过程中的腐蚀检查与分析。
2. 检查方法在进行加工劣质原油装置大修腐蚀检查时,可以采用以下几种方法:2.1 目视检查通过目视检查,可以观察设备表面是否出现腐蚀、锈蚀、凹陷等现象。
特别注意检查管道连接处、焊缝区域和设备接触介质的部位。
2.2 厚度测量通过使用超声波测厚仪或磁性质测厚仪等设备,可以测量设备壁厚,了解设备的腐蚀程度。
测量时需要选择代表性的测点,覆盖各个区域,同时考虑不同材质的厚度要求。
2.3 化学分析通过对设备内介质进行采样,并进行化学成分分析,可以判断介质中是否存在对设备腐蚀性较高的成分。
常见的化学分析方法包括红外光谱法、质谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等。
3. 分析结果通过对加工劣质原油装置的腐蚀检查,可以得到以下几方面的分析结果:3.1 腐蚀程度根据厚度测量结果,可以评估设备的腐蚀程度。
腐蚀程度的评估可以参考国际标准或公司内部的经验指导,划分为轻微、中等和严重等级。
3.2 腐蚀类型根据目视检查的结果,可以确定设备上出现的腐蚀类型。
常见的腐蚀类型包括均匀腐蚀、点蚀腐蚀、晶界腐蚀等。
不同的腐蚀类型可能需要采用不同的修复方法。
3.3 腐蚀原因通过化学分析结果,可以确定设备腐蚀的原因。
可能的腐蚀原因包括介质的腐蚀性、温度、压力、含硫化氢等因素。
确定腐蚀原因有助于采取相应的措施,避免腐蚀问题再次发生。
4. 修复措施根据腐蚀检查与分析结果,我们可以制定相应的修复措施。
修复措施可能包括以下几个方面:4.1 表面修复对轻微的腐蚀问题,可以进行表面修复,如研磨、打磨、刷涂防腐漆等。
这些方法可以有效地防止进一步腐蚀,并延长设备的使用寿命。
劣质原油的腐蚀及解决方案齐鲁石化公司胜利炼油技术研究所近年来,国内炼油行业发展很快,以山东省为例,不包括国有大中型炼油厂,仅地方炼油企业,年总加工能力已经超过两千万吨。
炼油企业加工能力的增加,必然会带来原油资源和炼油技术的竞争,优化资源、降本增效成为企业生存发展的主要手段。
国有炼油厂国家原油配置指标较为充足,炼制的原油品种较为单一。
而地方炼油企业由于缺乏国家原油配置指标,原油来源比较复杂,有时不得不炼制部分劣质原油(包括高硫、高酸、高含盐、高含水等原油)。
同时由于价格优势,加工劣质原油也成为国内炼油企业战略发展的重要方向之一。
加工劣质原油不仅会造成生产工艺的波动,还会造成设备的腐蚀,给安全生产带来隐患,严重时甚至会导致装置停工和人身伤亡事故。
如二十世纪七十年代,国内某炼油厂焦化装置因设备腐蚀导致爆炸着火,并造成人员伤亡事故,经济损失巨大。
2001年某炼油厂加氢装置空冷器腐蚀泄漏,造成装置部分停工抢修,经济损失达数百万元。
因此,炼油企业必须充分重视劣质原油加工过程中的设备腐蚀问题,加强腐蚀监控和腐蚀防护,保证生产装置的长稳安运行,为企业创造更多的经济效益。
11加工劣质原油的设备腐蚀问题加工劣质原油面临的腐蚀问题主要是由于原油中的盐、硫、酸及水含量高所引起的,这些原油组分在加工过程中通过分解、转化及相互作用,形成各种腐蚀环境,对设备造成腐蚀。
1.1 盐含量高带来的腐蚀问题在原油加工过程中,原油中无机盐水解会对设备造成严重的腐蚀。
原油中的无机盐(主要是氯化钠、氯化镁、氯化钙)在一定温度下水解生成盐酸,在常减压蒸馏装置塔顶循环冷凝冷却系统及温度低于露点温度的部位冷凝下来,形成低温HCl+H2S+H2O腐蚀环境。
该环境一般在气相部位腐蚀比较轻微,而液相部位腐蚀较重,气液相变的部位即露点部位腐蚀最为严重。
在这种腐蚀环境中,HCl腐蚀为主,H2S起促进作用,它和HCl相互促进,形成腐蚀循环,造成设备失效。
此外,盐含量高还会造成装置设备的结垢以及催化剂中毒等问题。
1.2 硫含量高带来的腐蚀问题原油中硫主要以元素硫、硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩等形式存在,由于在原油加工过程中,非活性硫不断向活性硫转变,导致硫的腐蚀贯穿在整个炼油过程中。
通常在炼油厂,硫的腐蚀环境主要有以下几种:a)HCl+H2S+H2O腐蚀环境,主要发生在分馏塔顶冷凝冷却系统;b)H2S+HCN+H2O腐蚀环境,主要发生在催化裂化装置稳定吸收系统;c)RNH2(乙醇胺)+H2S+CO2+H2O腐蚀环境,主要发生在干气及液化气脱硫的再生塔底部系统及富液管线系统(温度高于90℃,压力约0.2MPa);d)S+H2S+RSH高温硫腐蚀环境(温度在240℃以上),主要发生在蒸馏装置常减压塔下部及塔底管线、常压重油和减压渣油换热器、催化裂化分馏塔下部、延迟焦化分馏塔下部等部位;e )H2+H2S腐蚀环境,主要发生在加氢裂化和加氢精制等临氢装置温度超过240℃的部位,如加氢裂化装置反应器、加氢脱硫装置反应器及催化重整装置石脑油加氢精制反应器;f)连多硫酸(H2SxO6)应力腐蚀开裂,主要发生在装置停工期间的不锈钢或高合金材料制造的设备上,例如高温高压含氢环境下的反应器器壁及其衬里和内构件、储罐、换热器、管线等,特别是加氢脱硫、加氢裂化、催化重整等系统的奥氏体钢设备管线;g)高温烟气硫酸露点腐蚀,多发生在炼油厂加热炉空气预热器和烟道以及废热锅炉的省煤器和管道上。
是由于加热炉燃烧含硫瓦斯气或燃料油生成的SO2和SO3所引起的。
1.3 酸含量高带来的腐蚀问题原油中的酸包括环烷酸、芳香酸、脂肪酸等,通常以酸值或酸度来表示。
一般来说,原油中的酸腐蚀是指由环烷酸引起的高温腐蚀。
环烷酸是原油中有机酸的总称,是原油中主要的酸性氧化物,其腐蚀主要为化学腐蚀。
由于腐蚀生成的环烷酸铁可以溶解在油中,金属表面相对光洁,使腐蚀不断进行。
环烷酸腐蚀主要发生在炼油装置高温部位。
常减压装置主要部位有常压转油线、减压转油线、常压炉出口、减压炉出口、常减压塔进料段塔壁、减三线等;催化和焦化装置主要部位有高温重油管线、加热炉管、分馏塔及相应的换热器等。
2 设备腐蚀给生产造成的危害设备腐蚀的过程是一个潜移默化的过程,而且设备腐蚀所造成的危害往往是间接体现出来的,因此腐蚀的危害往往容易被人们所忽视。
对于炼油厂来说,腐蚀的危害性主要体现在以下几个方面:a)炼油装置关联性很强,某台设备的腐蚀问题会造成装置部分停工或降量生产,严重时会导致整个生产装置的停产,使生产周期缩短,企业经济效益降低;b)设备腐蚀会造成爆炸着火和产品泄漏,导致人员伤亡和环境污染事故的发生;c)设备腐蚀生成的腐蚀产物会造成催化剂中毒等事故,影响产品深度加工;d)部分腐蚀产物进入产品,使产品带有杂质、异味或变色,造成产品质量不合格;e)腐蚀产物沉积在换热设备表面形成垢层,降低了热效率,增加能源消耗;f)腐蚀导致设备使用寿命降低,检维修费用和检修时间增加,增加了装置的运行成本。
3 胜利炼油厂加工劣质原油设备腐蚀防护技术胜利炼油厂是国内高硫高酸原油主要加工基地之一,自1967年建厂以来,先后加工过胜利原油、陆上混合原油、高硫高酸原油及多种含硫量高的外油品种。
这些原油的盐、硫、酸含量都比较高,给设备带来了严重的腐蚀问题。
为了解决这个问题,炼油厂于建厂初期成立了设备防腐研究室,开展设备腐蚀与防护技术研究。
1990年设备防腐室和工艺研究室合并成立胜利炼油厂研究所,即现在的齐鲁石化胜利炼油技术研究所(以下简称研究所)。
通过多年的研究探索和现场应用,开发了腐蚀监检测成套技术、腐蚀失效分析、GL渗铝钢、防腐药剂(缓蚀剂、中和剂、破乳剂等)、防腐涂料等技术产品,在全国炼油系统率先应用“一脱四注”工艺防腐技术,尤其是在劣质原油加工设备防腐方面,从腐蚀监检测、工艺防腐、材料防腐、防腐管理等方面入手,解决了大量制约炼油厂生产的设备腐蚀难题。
3.1 设备的腐蚀监检测技术腐蚀监检测是炼油厂防腐的重点工作,胜利炼油厂目前采用的腐蚀监检测方法主要有腐蚀挂片、电阻探针腐蚀在线监测系统、pH在线监测系统、定点测厚、腐蚀介质分析等。
a)腐蚀挂片腐蚀挂片是腐蚀监测最基本的方法之一。
目前胜利炼油厂采用的腐蚀挂片技术主要有两种方式。
一是采用现场腐蚀挂片监测技术,在装置停工检修期间将腐蚀试片挂入装置设备内,监测装置整个运行周期的腐蚀情况。
该方法监测周期通常为2到4年。
第二种方法是采用挂片探针技术,在装置运行过程中,对重点腐蚀部位进行监测,监测周期通常为一到二个月。
随着装置开工周期的延长,挂片探针技术在炼油厂的应用更加广泛。
b)电阻探针腐蚀在线监测系统电阻探针腐蚀监测通过测量金属元件在工艺介质中腐蚀时的电阻值的变化,计算金属在工艺介质中的腐蚀速度。
研究所94年在国内首家开发了电阻探针腐蚀监测仪,该仪器可以实现在线多点监测。
随着装置生产自动化程度的提高,2001年研究所在原来的电阻探针监测技术的基础上又开发成功了电阻探针腐蚀在线监测系统,并在胜利炼油厂第三套常减压装置投用。
该系统利用计算机控制技术,对电阻探针腐蚀信号进行在线采集、数据转换、远程传输、数据处理,不仅实现了腐蚀数据在线采集计算,使操作人员在室内即可观测,而且将腐蚀数据实时绘成曲线,大大减轻了劳动强度,提高了监测精度。
腐蚀在线监测系统示意图见图1,腐蚀监测控制软件界面见图2。
图1 现场自动腐蚀监测流程图图2 腐蚀监测控制软件界面①pH在线检测系统常减顶系统冷凝水的pH值是腐蚀控制的重要指标,通常采用人工用pH试纸现场放水的检测方法,费时费力,精确度不高。
由于监测间断进行,不能及时发现pH偏低的情况,造成设备腐蚀的发生。
研究所2001年开发了pH在线检测系统,通过酸度计远程采集信号,可以连续在线检测pH值变化情况,并通过DCS系统实时显示,这样可以及时发现问题并调整注剂,最大限度地减轻常减顶系统的腐蚀。
该系统流程示意图见图3。
②定点测厚定点测厚技术是炼油厂运行中设备管线腐蚀监测的重要手段之一。
该技术采用专用超声波测厚仪,可检测500℃以下的炼油设备及管管壁厚。
目前胜利炼油厂全厂定点测厚点数量已经超过5 000个,下一步要达到1到2万个点。
近年来通过设备及管线定点测厚工作,胜利炼油厂发现多处腐蚀减薄严重的部位,包括焦化炉炉管弯头、焦化大瓦斯线、减三线系统(包括减一中管线及泵入口过滤器大小头)、高温换热器管箱接管、减顶增压器、常顶馏出线等,有关单位采取了包盒子等处理措施,有效地防止了腐蚀事故的发生。
图3 pH在线测试系统原则流程图③腐蚀介质分析为了监控设备的腐蚀情况,胜利炼油厂还委托研究所加强了腐蚀介质分析,包括常减顶冷凝水分析、加氢装置酸性水分析、脱硫装置再生塔顶酸性水分析、常减压侧线油活性硫及总硫分析、常减压侧线油酸值(度)分析、加热炉烟气热效率及露点腐蚀检测等常规分析项目,此外还有减压侧线油铁离子分析、催化烟气粉尘检测等临时分析项目。
通过腐蚀介质分析可以判断被监测部位总的腐蚀情况,以便于及时调整工艺操作,减轻腐蚀。
此外,腐蚀介质分析还可以用于监测、评价工艺防腐措施的使用效果。
④腐蚀产物分析在装置运行或检修期间,由研究所负责对腐蚀设备进行腐蚀产物取样分析,通过定性和定量分析,判断腐蚀产物组成,为腐蚀机理的确定提供帮助。
⑤装置停工腐蚀检查在装置停工检修期间,研究所负责对所有停工装置进行腐蚀检查,对腐蚀严重的部位进行照相,并采集腐蚀产物进行分析。
对于检修中发现的腐蚀问题,有关部门要及时采取防护措施。
检修结束后,研究所要提交各装置的腐蚀调查报告。
此外,研究所还开发了氢腐蚀监测探针、腐蚀监测旁路、内窥镜腐蚀检测、埋地管线泄漏检测等技术,以监测炼油厂特殊环境下的腐蚀状况。
3.2 工艺防腐技术如果通过腐蚀监检测发现设备存在腐蚀隐患,就需要采取一定的防腐措施加以预防控制。
炼油厂常用的腐蚀防护措施可以分为两种:工艺防腐和材料防腐。
对于低温部位的腐蚀,胜利炼油厂通常采用电脱盐、注缓蚀剂、注中和剂等方法加以控制,并开发形成了系列技术产品。
①原油低温破乳脱盐技术1999年到2001年期间,胜利炼油厂炼制陆上混合原油时经常出现原油乳化严重、脱后含盐高等现象,给下游设备带来了严重的腐蚀和结垢问题。
为此,研究所开发了SYW-3型低温破乳剂及相应的原油罐区低温破乳脱盐技术,通过实际应用,成功地解决了原油乳化及含盐高给电脱盐装置带来的影响,保证了脱后原油的含盐含水量。
②电脱盐工艺优化电脱盐效果的好坏直接关系着整个炼油厂的设备腐蚀,研究所采用静态电脱盐评价设备和动态电脱盐评价装置,对电脱盐工艺参数(如温度、电场强度、注水性质、混合强度等)和破乳剂等进行优化筛选,多次为炼油厂电脱盐工艺优化提供方案,解决电脱盐运行难题。