腐蝕在線監(jiān)測系統(tǒng)在常減壓蒸餾裝置的應用

張 浩 潘從錦

（中國石油克拉瑪依石化分公司 新疆克拉瑪依）

隨著加工原油硫含量的不斷增加、劣質化日趨突出，裝置設備的腐蝕越來越嚴重，由腐蝕引發(fā)的設備問題和安全隱患也逐漸增多。如何對腐蝕進行監(jiān)測、及時掌握設備的腐蝕狀況，指導工藝防腐措施的實施，進行腐蝕的有效控制和防護成為目前設備管理的一個重要內(nèi)容和課題。因此，在2012年6月大修停工檢修期間，石化公司在Ⅰ套/Ⅱ套常減壓裝置安裝了格魯森公司的GR6000腐蝕在線監(jiān)測系統(tǒng)，用以實時監(jiān)測設備腐蝕速率，指導優(yōu)化工藝防腐措施。

1.常減壓蒸餾裝置腐蝕特征

常減壓蒸餾裝置在不同的溫度和壓力條件下，利用組分分餾點的不同將原油分餾成汽油、煤油、柴油、蠟油、渣油等。裝置設備腐蝕受原油性質影響較大，原油中腐蝕性的硫組分和環(huán)烷酸在不同的溫度條件下對設備的不同部位產(chǎn)生各種腐蝕。

在常減壓蒸餾裝置中主要有以下3種腐蝕形態(tài)：①低溫H2S-HCL-H2O腐蝕；②高溫H2S+S+RSH腐蝕及高溫H2S+RCOOH（環(huán)烷酸）腐蝕；③煙氣露點腐蝕。3種腐蝕環(huán)境下腐蝕的設備和腐蝕形式見表1。

圖1 GR6000系統(tǒng)拓撲圖

2.腐蝕監(jiān)測原理及特點

（1）精密電阻探針。精密電阻探針采用目前最先進的電阻測量技術，用于監(jiān)測腐蝕介質對管道的腐蝕速率，測量精度高，數(shù)據(jù)實時準確。精密電阻監(jiān)測方法是建立在均勻腐蝕的基礎上，通過測量金屬探針在腐蝕前后的減薄量而引發(fā)的探針電阻值的變化來測量腐蝕速率。它反應的是一段時間內(nèi)的腐蝕積累情況。精密電阻探針能夠測定液相或氣相的腐蝕，可應用于電解質腐蝕體系和非電解質腐蝕體系，并且將腐蝕量變成電子信號輸出，實現(xiàn)了實時在線監(jiān)測，是目前使用比較廣泛的在線腐蝕監(jiān)測方法。

（2）pH探針。介質pH值的在線監(jiān)控對穩(wěn)定工藝過程、降低原料消耗、減少設備腐蝕等起著重要作用。pH電極包括參比電極和測量電極，參比電極有固定的電位。測量電極的電位隨H+的濃度變化而變化，這兩個電極形成一個原電池，測量兩電極的電壓，即可以知道被測溶液中的pH值。（純水[H+]=10-7，pH=7；酸性溶液[H+]＞10-7，pH＜7；堿性溶液[H+]＜10-7，pH＞7）

3.在線監(jiān)測系統(tǒng)組成

GR6000腐蝕在線監(jiān)測系統(tǒng)見圖1，主要包括以下組成部分：C-Server中心服務器，安裝在企業(yè)局域網(wǎng)內(nèi)，負責進行數(shù)據(jù)的存儲與管理，同時為用戶提供數(shù)據(jù)及管理服務；通信轉換器，負責為現(xiàn)場RS485總線供電，將數(shù)字信號轉接入企業(yè)局域網(wǎng)；數(shù)據(jù)采集器，分為精密電阻采集器及pH采集器，分別負責采集精密電阻探針及pH探針數(shù)據(jù)；探針，分為精密電阻探針及pH探針。

4.監(jiān)測點分布

根據(jù)石化常減壓蒸餾裝置的腐蝕特點，腐蝕主要集中在三頂部位，選定了12個監(jiān)測點，具體分布見表2。

5.典型腐蝕曲線分析

現(xiàn)場監(jiān)測點選在常頂空冷進出口處進行監(jiān)測對比分析，如圖2所示，7月5日至8月12日，常頂空冷前進口管線的精密電阻探針腐蝕率為0 mm/a，常頂空冷后出口管線的精密電阻探針腐蝕率為0.1147 mm/a；如圖3所示，7月6日至8月12日，常頂空冷前進口管線的精密電阻探針腐蝕率為0.17 mm/a，常頂空冷后出口管線的精密電阻探針腐蝕率為0.26 mm/a。

表1 常減壓蒸餾裝置腐蝕環(huán)境及發(fā)生部位

表2 常減壓蒸餾裝置腐蝕監(jiān)測點分布

圖2 Ⅰ套常頂進空冷前后腐蝕數(shù)據(jù)對比圖譜

圖3 Ⅱ套常頂空冷前后腐蝕數(shù)據(jù)對比圖譜

從圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7可以清晰地看出，Ⅰ套常減壓和Ⅱ套常減壓的常頂空冷后出口管線的腐蝕速率比常頂空冷前進口管線的腐蝕速率高，可以推斷出常頂?shù)穆饵c腐蝕部位集中在常頂空冷后管線處，這一系統(tǒng)部位應該作為重點監(jiān)控部位；pH值曲線平穩(wěn)，無大的波動，Ⅰ套常減壓蒸餾pH值控制在5～7，Ⅱ套常減壓蒸餾pH值控制在6～8，符合控制指標。

圖4 Ⅰ套頂含硫污水pH計測量值圖譜

圖5 Ⅰ套減頂含硫污水pH計測量值圖譜

實際應用表明，GR6000腐蝕在線監(jiān)測系統(tǒng)運行能夠及時、準確地反映監(jiān)測點的腐蝕情況，可對現(xiàn)場設備、管線的腐蝕趨勢和變化進行定性分析，可對常減壓裝置“三頂”系統(tǒng)設備的腐蝕狀況進行實時監(jiān)測，對裝置防腐措施優(yōu)化提供了很好的指導作用，對設備防腐蝕管理具有積極的指導意義。

圖6 Ⅱ套常頂含硫污水pH計測量值圖譜

圖7 Ⅱ套減頂含硫污水pH計測量值圖譜

1 孫家孔，石油化工設備腐蝕與防護手冊[M].北京：中國石化出版社，1996

2 張?zhí)靹伲瑥埡?，高紅等.緩蝕劑.北京：化學工業(yè)出版社，2008.

3 林世雄.石油煉制工程[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.7

4 梁自生等.在線腐蝕監(jiān)測技術在煉油裝置上的應用研究.石油化工腐蝕與防護，2003，20(4)，51-55

5 唐孟海，胡兆靈.常減壓蒸餾技術問答[M].北京：中國石化出版社，2004