液相柴油加氫裝置汽提塔頂管線腐蝕原因分析

劉啟睿

（中國(guó)石油化工股份有限公司九江分公司煉油運(yùn)行二部，江西九江 332004）

液相柴油加氫裝置汽提塔頂管線腐蝕原因分析

劉啟睿

（中國(guó)石油化工股份有限公司九江分公司煉油運(yùn)行二部，江西九江 332004）

對(duì)中國(guó)石油化工股份有限公司九江分公司150萬(wàn)t/a液相柴油加氫裝置脫硫化氫汽提塔頂管道腐蝕進(jìn)行分析，找出管道腐蝕的原因，并提出了一些有效的預(yù)防措施和建議。

加氫裝置；管道腐蝕；含硫氣體

1 管道工藝流程

150萬(wàn)t/a液相柴油加氫裝置分餾部分為雙塔汽提分餾流程。自反應(yīng)部分來(lái)的低分油及低分氣進(jìn)入脫硫化氫汽提塔T-201第1層塔盤上（T-201共有20層浮閥塔盤），塔底用過(guò)熱水蒸汽汽提。塔頂油氣經(jīng)空冷器A-201、后冷器E-201冷凝冷卻至40℃后，進(jìn)入回流罐V-201，進(jìn)行氣、油、水三相分離，閃蒸出的含硫氣體送至氣體脫硫部分，水相送出裝置，油相經(jīng)回流泵P-201A/B升壓后全部作為塔頂回流。

在A-201上游側(cè)設(shè)置注除氧水點(diǎn)，防止塔頂油氣在冷卻過(guò)程中析出銨鹽而堵塞管道和設(shè)備，同時(shí)為了抑制硫化氫對(duì)塔頂管道和冷換設(shè)備的腐蝕，還設(shè)置注緩蝕劑系統(tǒng)向T-201頂部管道注入緩蝕劑。

2 歷史腐蝕情況概述

2013年九江石化摻煉高氯原油后，T-201頂至A201段管道曾發(fā)生腐蝕泄漏現(xiàn)象。T201塔盤和A201也發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕。2014年停工檢修對(duì)該段管道和A201進(jìn)行了整體更換。

綜合管道腐蝕形貌，取樣分析，操作工況環(huán)境，判斷該次腐蝕泄漏主要為銨鹽結(jié)垢腐蝕。

3 泄漏情況及檢測(cè)結(jié)果

3.1 泄漏基本情況

2015年7月，九江石化150萬(wàn)t/a液相柴油加氫裝置T-201頂至A201段管道北側(cè)三通附近直管發(fā)現(xiàn)泄漏，泄漏點(diǎn)在焊縫熱影響區(qū)部位且在水平管道的頂部。

3.2 管道測(cè)厚結(jié)果

出現(xiàn)泄漏以后，九江石化委托專業(yè)人員對(duì)該管段附近管線壁厚進(jìn)行了測(cè)量。

4 原因分析

此次腐蝕泄漏部位在管道頂部，另?yè)?jù)九江石化質(zhì)管中心對(duì)150萬(wàn)t/年液相柴油加氫裝置原料油分析結(jié)果，2014年11月裝置停工大檢修以后，原料油中氯元素含量不高，由此可以看出，本次銨鹽腐蝕可能性較小，可以看出DN200閥門前后腐蝕比其它位置更嚴(yán)重，說(shuō)明腐蝕與閥門附近流場(chǎng)的擾動(dòng)有關(guān)。

綜合來(lái)看，腐蝕泄漏發(fā)生原因?yàn)榱驓浠@腐蝕（堿式酸性水）可能性較大。原因有以下幾點(diǎn)。

1）加氫裝置脫硫化氫汽提塔上部管道，加氫反應(yīng)器中形成的NH3，H2S等在此處富集，介質(zhì)中存在硫氫化銨可能性較大。

2）發(fā)生腐蝕最嚴(yán)重部位在閥門前后，易形成紊流區(qū)，硫氫化銨在紊流區(qū)更易形成嚴(yán)重腐蝕。

3）溫度降到一定程度時(shí)，硫氫化銨鹽會(huì)從氣相中析出，而管道頂部一般為氣相，更容易析出硫氫化銨鹽而發(fā)生腐蝕。

4）影響硫氫化銨腐蝕速率因素如下：

a）pH值：pH值接近中性時(shí)腐蝕性較低；

b）濃度：隨著硫氫化銨濃度升高，腐蝕速率增大。硫氫化銨濃度低于2%（質(zhì)量比）時(shí)，幾乎無(wú)腐蝕性；濃度超過(guò)2%（質(zhì)量比）時(shí)，腐蝕性越來(lái)越強(qiáng)；

c）流速：隨著硫氫化銨流速加快，腐蝕速率增大。低流速區(qū)易發(fā)生硫氫化銨結(jié)垢，并出現(xiàn)垢下腐蝕，而高流速區(qū)，尤其是出現(xiàn)紊流時(shí)，易發(fā)生沖蝕；

d）紊流狀態(tài)：紊流區(qū)易發(fā)生腐蝕；

e）溫度：溫度低于66℃時(shí)，加氫反應(yīng)器、流化床催化裂化裝置反應(yīng)器和焦化爐反應(yīng)產(chǎn)物的氣相中可能會(huì)析出硫氫化銨，如果沒(méi)有注水沖洗掉，就會(huì)引起積垢和堵塞；

f）雜質(zhì)：注入加氫反應(yīng)器反應(yīng)產(chǎn)物出料系統(tǒng)的洗滌水中，如果含有氧元素和鐵元素可導(dǎo)致腐蝕加劇和積垢增多。氰化物存在時(shí)，也會(huì)破壞硫化物保護(hù)膜，導(dǎo)致腐蝕嚴(yán)重；

g）合金成分：碳鋼耐腐蝕能力較差，300系列不銹鋼、雙相不銹鋼、鋁合金和鎳基合金具有較強(qiáng)的耐腐蝕性。

5 預(yù)防措施及建議

根據(jù)以上分析結(jié)果，結(jié)合硫氫化銨腐蝕速率影響因素，提出以下措施減緩腐蝕。

1）濃度監(jiān)控：硫氫化銨濃度超過(guò)2%（質(zhì)量比）以上，尤其是達(dá)到8%（質(zhì)量比）或更高時(shí)，應(yīng)對(duì)介質(zhì)流速進(jìn)行分析，確定腐蝕傾向。硫氫化銨濃度一般不應(yīng)超過(guò)8%（質(zhì)量比），否則碳鋼腐蝕嚴(yán)重；

2）流速：材質(zhì)采用碳鋼的設(shè)備和管道，介質(zhì)流速宜保持在3～6m/s的范圍內(nèi)，流速超過(guò)6m/s時(shí)，應(yīng)根據(jù)硫氫化銨濃度選用耐蝕合金，如300系列不銹鋼、合金825、雙相不銹鋼等；

3）注水：正確設(shè)計(jì)并注入適量低氧洗滌水，稀釋硫氫化銨，水量應(yīng)充足以確保稀釋效果，注水噴嘴應(yīng)注意合金成分及規(guī)范操作；

4）選材：碳鋼在此處管道上已屢次發(fā)生腐蝕，在不能改變其它工況的條件下，建議對(duì)材料進(jìn)行升級(jí)，下面建議幾種材料并進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析：①304不銹鋼：能使硫氫化銨腐蝕速率大大降低，但由于304容易在焊縫熱影響區(qū)發(fā)生敏化，不適用于富含硫化氫的環(huán)境；②304L不銹鋼：能使硫氫化銨腐蝕速率大大降低，對(duì)焊縫開裂又有一定的抵抗力，價(jià)格也具有優(yōu)勢(shì)；③316L不銹鋼：若存在氯離子，可以考慮抗點(diǎn)蝕能力更強(qiáng)的316L，但316L較304L價(jià)格較高；④鈦、C276合金、雙相不銹鋼等：已用于建造酸性水汽提裝置中的塔頂冷凝器，但加工困難，價(jià)格較高。

5）根據(jù)流程中T201塔，管道等腐蝕情況，應(yīng)該對(duì)T-201頂至A201段管道大范圍高頻度定點(diǎn)測(cè)厚，及時(shí)掌握腐蝕情況及腐蝕速率，采取預(yù)防措施。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)A201空冷器腐蝕情況的檢查。

[1]馮秀梅，薛瑩.煉油設(shè)備中的濕硫化氫腐蝕與防護(hù)[J].化工設(shè)備與管道，2003，（06）.

[2]穆冬莉.加工含硫原油設(shè)備的腐蝕機(jī)理及防護(hù)技術(shù)（J）.石油化工設(shè)計(jì)，2007，24，（2）：63～64.

Liquid Diesel Stripper Top Line Hydrogenation Apparatus Corrosion Analysis

Liu Qi-rui

The China Petroleum and Chemical Corporation Branch in Jiujiang 1.5 million t/a diesel hydrogenation liquid hydrogen sulfide removal device stripper top pipeline corrosion analysis to identify the causes of pipeline corrosion，and proposes some effective preventive measures and recommendations.

hydrogenation unit；pipeline corrosion；sour gas

TE986

B

1003–6490（2016）04–0100–02

2016–03–22

劉啟睿（1989—），男，江西吉安人，助理工程師，主要從事石化行業(yè)設(shè)備管理工作。