所屬欄目:化工論文 發布日期:2020-09-01 10:07 熱度:
某石化公司加工的原油為大慶原油、遼河高酸原油為主,摻煉俄羅斯原油的多種含硫、高氯、高氮原油。一次、二次加工裝置的設備腐蝕防護體系逐年加固[1]。100萬噸/年汽、柴油加氫精制裝置加工焦化汽、柴油和直餾柴油,采用冷高分流程,為加強裝置腐蝕介質監控,結合加氫裝置特有的腐蝕機理,開展了積極有效的腐蝕防護工作。
1腐蝕控制措施
1.1處理量控制
本裝置加工負荷控制在設計能力的60%-110%范圍內,有效地防止了加工負荷較低的情況下結鹽點前移造成的腐蝕風險,以及加工負荷較高時結鹽、沖刷腐蝕風險加劇的情況。
1.2加工原料質量控制
結合裝置實際情況,若進裝置原料氮含量過高,可以適當降低焦化出裝置柴油的加工比例;若混合原料氮超標時,可以考慮在焦化柴油沉降罐入口注水洗滌氮、沉降,降低10%左右的無機氮。進裝置混合原料的硫、氯、氮、水含量的分析項目及指標要求見表1。
1.3新氫與循環氫質量控制
加強新氫和循環氫中氯化氫含量分析監測,以及循環氫中硫化氫含量的分析監測;每次檢測發現循環氫氣脫后的硫化氫含量超過0.1%(V)或1390mg/m3時,適當提高高壓換熱器系統的注水量。新氫、循環氫中氯化氫、硫化氫的分析項目及指標要求見表2。
1.4高換系統結鹽與腐蝕控制
1.4.1溫度控制(1)Kp值和結鹽溫度按照裝置混合原料中總氯含量1µg/g、氮含量2600µg/g、硫含量1.4%和總氯含量1µg/g、氮含量1756µg/g、硫含量0.254%分別估算高換前Kp值和氯化銨結鹽溫度,并分別估算高壓空冷前Kp值和硫氫化銨結鹽溫度[2],計算結果見表3。(2)高壓換熱器物料側出口溫度控制根據Kp值和結鹽溫度計算,控制生成油—反應產物換熱器(E-2)反應物流出物料側出口溫度不低于211℃,冷混氫油—反應產物換熱器(E-3)反應物流出物料側出口溫度不低于76℃。1.4.2注水量控制與注水方式優化(1)注水量控制E-3出口溫度降低為100℃以下時,E-3后(高壓空冷前)的注水量至少應控制在3t/h(E-3之前注水量為11t/h的基礎之上)。注水量根據裝置的加工量變化,以及低壓分離器(D-2)切水分析各項指標的達標情況進行適當調整[3](見表4)。(2)注水方式優化通過CFX流體模擬計算軟件模擬圖1的四種注水方式,得出結論:注水應選擇注在立管上,且方式4采用噴嘴可以使水滴更好地分散,使兩相混合均勻,效果最好[4]。圖1四種注水方式示意圖1.4.3低壓分離器(D-2)和塔頂回流罐(D-4)切水控制根據低壓分離器(D-2)和塔頂回流罐(D-4)切水分析情況,進一步調整高換系統的注水量。切水分析項目及控制指標要求見表4。
1.5分餾塔頂低溫部位腐蝕控制
1.5.1塔頂露點溫度控制按目前裝置低分油流量75t/h,其中帶水1000ppm、分餾塔(C-1)塔頂汽油20t/h、富氣500Nm3/h,核算分餾塔頂露點溫度為29℃。為了控制塔頂內部腐蝕,控制分餾塔頂操作溫度在露點溫度至少14℃以上,即控制在43℃以上。1.5.2塔頂注劑控制裝置分餾塔頂餾出線注緩蝕劑,按1:8至1:12比例用除鹽水進行稀釋。(1)緩蝕劑質量控制避免使用含有無機氨的助劑,加強緩蝕劑入廠質量指標檢驗,并開展了緩蝕劑實驗評價,考察了乳化性能、成膜性能、緩蝕性能、配伍性能等關鍵性指標,確保了緩蝕劑質量合格。(2)注劑量調整首先在做好高壓換熱器系統注水與切水控制的基礎上,為減緩分餾塔頂結垢、防止空冷焊口應力腐蝕開裂,不斷優化注劑方案努力控制pH在6.5-9.0范圍內,初步按照注劑與除鹽水1:16的方式配劑加注后,監測pH是否在6.5-9.0范圍,如超出范圍,再試驗注劑與除鹽水1:32的方式。(3)注水點增設霧化噴頭,保證注水沖洗效果。
1.6脫硫塔頂低溫部位腐蝕控制
裝置脫硫塔(C-3)頂部材質為Q235A/0Cr13,塔頂冷卻器(E-8)材質為0Cr17Ni12Mo2,塔頂回流罐(D-21)材質為0Cr17Ni14Mo2,塔頂管線材質均為321,材質選擇相對較高。脫硫塔頂設計溫度為69℃,實際運行溫度為40℃。脫硫塔塔頂回流罐不做切水分析。加氫原料經反應系統、分餾塔系統后,已經去除了大部分氯、硫、氮等腐蝕性介質,主要是汽油組分,含水量低,塔頂低溫系統主要存在一定的H2S-HCl-H2O腐蝕,由于腐蝕介質含量較低,對系統的腐蝕風險較低。
1.7加熱爐煙氣露點腐蝕控制
通過燃料氣硫化氫或煙氣中SO3氣體濃度含量估算煙氣露點溫度,并用煙氣露點測試儀監測煙氣露點溫度,控制排煙溫度在煙氣露點溫度8℃以上。
2定點測厚重點部位
依據腐蝕原理并結合裝置實際,確定反應加熱爐(F-1)的冷路控制閥組、高換前后注水點、高壓空冷出口線、循氫機出口線低點、含硫污水線、D-2至C-1線低點、C-1頂至分餾空冷以及C-1頂注水點后的彎頭、三通等易沖刷腐蝕部位為本裝置的重點測厚部位。測厚過程中發現腐蝕速率在0.3~0.5mm/a或剩余壽命在1~1.5年之間時,每三個月測厚一次;在0.1~0.3mm/a或剩余壽命在1.5~2年之間時,每六個月測厚一次;小于0.1mm/a時,在每次停工檢修時測厚一次;對腐蝕極為嚴重(腐蝕速率大于0.5mm/a)或剩余壽命小于1年的部位進行重點監控,增加測厚頻次。
3結論
通過對加氫裝置含易腐蝕介質的部位進行全面的風險識別,結合定點測厚數據分析,將不可預知的腐蝕泄漏事故轉變為既可預知、又可防控的腐蝕監測防護體系,有效提升了裝置的腐蝕風險防控能力和安全系數。
參考文獻
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[2]龍鈺,張星,劉艷蘋.加氫裝置反應流出物注水系統的設計[J].當代化工,2011,40(3):281-283.
[3]劉新陽.加氫反應流出物中銨鹽腐蝕及預防[J].石油化工腐蝕與防護,2014,31(2):17-20.
[4]蹇江海.加氫裝置中幾種注水方式的對比分析[J].煉油技術與工程,2015,45(5):17-20.
[5]劉家明.石油化工設備設計手冊[M].北京:中國石化出版社,2013.
[6]史開洪.加氫精制裝置技術問答[M].北京:中國石化出版社,2007.
《加氫精制腐蝕風險分析》來源:《石油和化工設備》,作者:李健
文章標題:加氫精制腐蝕風險分析
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