柴油加氫裝置氯腐蝕分析及對策

王義 唐喜新 陳濤 李蕭

摘 要：柴油加氫裝置的氯腐蝕問題對裝置的穩(wěn)定運行十分不利，會影響工作效率和安全性。本文研究加氫裝置出現(xiàn)氯腐蝕原因，并探討解決氯腐蝕的策略，幫助工廠合理使用柴油加氫裝置，提升裝置運行的穩(wěn)定性。

關鍵詞：柴油加氫裝置;氯腐蝕;對策

引言：柴油加氫裝置經過長期運行可能會出現(xiàn)腐蝕、堵塞等問題，會影響生產的效率和安全性。加氫裝置使用過程中，可能會出現(xiàn)氯化銨結晶和氯腐蝕問題，所以需要針對氯腐蝕出現(xiàn)的原因，制定有效的策略。

1 柴油加氫裝置氯腐蝕分析

1.1 過濾器濾芯腐蝕

柴油加氫裝置的過濾器一般為不銹鋼材質，根據(jù)過濾精度和壓差的要求進行設計，其濾芯腐蝕一般出現(xiàn)在反沖洗過程中。由于實際使用中過濾器會頻繁被沖洗，所以經過沖洗后過濾器的壓差會達到常規(guī)狀態(tài)下的兩倍左右，反沖洗的時間間隔也會因此出現(xiàn)變化，導致裝置不能滿足生產進料要求。為能確保生產的安全性，必須調整加氫裝置的生產負荷，降低生產效率，會導致生產的經濟效益降低。在檢查和清洗時，一般可以在過濾器上發(fā)現(xiàn)大量黑色強粘性物質，而且過濾器的濾芯存在明顯的穿孔特征，位置分布具有較大的隨機性，腐蝕屬于點蝕，可以確定濾芯發(fā)生了氯腐蝕。如果不加以控制，氯腐蝕繼續(xù)加深將會導致濾芯表層大面積脫落。

1.2 壓縮機腐蝕問題

在壓縮機使用過程中，參數(shù)調整、運轉方式都會根據(jù)補氫系統(tǒng)的需求展開，因此加氫設計時會以氫氣一次性通過的情況為主要特征，使用一級出口模式實現(xiàn)新氫混合，并且進行加氫的循環(huán)過濾，分液之后進入新氫壓縮機中，工藝流程中使用了換熱器、循環(huán)分液設備等等。實際應用過程中，由于新氫壓縮機運行穩(wěn)定性不足，容易出現(xiàn)溫度偏高、排氣壓力不足等情況，長期工作之后，也容易出現(xiàn)活塞桿下沉的問題。加氫壓縮機一般會在小管徑陰險區(qū)域出現(xiàn)腐蝕問題，導致壓縮機入口的過濾器、管線出入口閥片可能會出現(xiàn)變化，經過長時間運行之后，會在管線內形成大量白色銨鹽結晶，導致區(qū)域堵塞問題。出現(xiàn)胺鹽結晶之后，會導致壓縮機的入口過濾器壓差過高，使濾網容易破裂帶入壓縮機，還會造成氣閥堵塞，導致有效流通面積降低，并且造成壓縮機的排氣量不足，氣閥也會因此損壞;銨鹽進入氣缸之后，會導致填料問題，還會造成活塞支撐環(huán)、密封環(huán)的損壞;一級出口會出現(xiàn)氣閥倒氣問題，并且造成一級出口排氣溫度過高。

1.3 柴油加氫熱高分氣和混氫換熱器腐蝕內漏

出現(xiàn)內漏后，循環(huán)氫系統(tǒng)會出現(xiàn)波動，循環(huán)機的入口流量上漲，系統(tǒng)壓差明顯降低，爐前混氫流量也會降低。

2 柴油加氫聯(lián)合裝置氯腐蝕原因分析

2.1 濾芯腐蝕原因分析

氯離子的直徑很小，所以穿透性很強，能穿透包括合金相、夾雜物等鈍化膜的薄弱點后進入鈍化膜的內部，影響鈍化膜的致密性和完整性，薄弱點會成為點蝕形核的中心，并在表面形成小點蝕孔。氯離子會向小孔內富集，導致小孔內的陽離子水解，最后形成肉眼可見的點蝕坑。原料中的焦化汽油往往會帶有微量的水，氯鹽會溶解到水中生成氯離子，在其他條件適合的情況下，就會出現(xiàn)濾芯點蝕穿孔。

2.2 新氫壓縮機氯化銨腐蝕原因分析

柴油加氫裝置中的新氫裝置主要負責重整氫氣，由于此部分的請氫氣中含有氯離子，所以其中會含有一定量的氯化氫。在煤油加氫循環(huán)氫中，含有微量的氨，新氫和煤油加氫循環(huán)混合之后，就會形成氯化銨結晶，之后會導致壓縮機頻繁出現(xiàn)故障。氣體經過脫硫塔之后的航煤加氫循環(huán)會攜帶少量水，并且氯化銨鹽吸濕性比較強，可以在局部創(chuàng)造強酸腐蝕環(huán)境，導致氯離子含量增加，造成腐蝕問題。

2.3 柴油加氫熱高分氣和混氫換熱器腐蝕內漏原因

由于管束中的鐵素體含量不均勻，導致雙相不銹鋼難以抵抗應力腐蝕;在溶液環(huán)境中，也容易出現(xiàn)電偶腐蝕，導致管板會出現(xiàn)陽極腐蝕，管束出現(xiàn)洗清問題。殼程入口防沖板的保護面積如果太小，也會導致大量銨鹽聚集，造成氣流通過截面減少。導致管束在應力腐蝕、點蝕、大流量氣流擾動的作用下內漏。

3 防控方法

3.1 濾芯腐蝕控制

由于過濾器濾芯腐蝕是由于氯離子引起的，所以應該減少裝置中的氯離子以解決腐蝕問題。所以應該對原料中的氯含量、氮含量、水含量等進行嚴格控制，確保所有的參數(shù)都滿足設計指標要求，增加系統(tǒng)加氫原料緩沖罐的脫液頻率，避免出現(xiàn)原料帶水的情況，從而減輕過濾器濾芯的腐蝕和穿孔問題。

3.2 優(yōu)化煤油加氫循環(huán)流程

為了解決新氫壓縮機的結鹽問題，可以增加航煤加氫循環(huán)至加氫處理PSA流程，防止在加氫過程中形成氯化銨，保證投入使用的柴油加氫新氫機的穩(wěn)定運行。但是使用該方法可能會導致氫氣的損失，一般在循環(huán)系統(tǒng)運行過程中氫氣的損失率為20%左右。為降低氫氣的損失，可以對煤油加氫系統(tǒng)新增循環(huán)氫壓縮機，在入口位置設置旋風分離裝置，循環(huán)氫和補充氫氣混合點后設置緩沖罐，使氯化銨鹽聚集在緩沖罐中;增設壓差監(jiān)控系統(tǒng)，結合壓差進行氯化銨的清除工作。

3.3 換熱器內漏問題處理

為避免換熱器受到氯腐蝕出現(xiàn)內漏，應該減少上游裝置來料的氯含量，是 ?并減少氯從氫氣中的帶出量。其次應該增加柴油加氫循環(huán)氫分液罐脫液頻次，降低循環(huán)氫的帶液帶水問題，提升對管束腐蝕的控制。比如升級管束腐蝕為超級雙相鋼，提升管束的耐氯離子腐蝕能力，保證管束的抗應力腐蝕和管束的抗開裂性能。在混氫流程中，可以提升混氫點的溫度，通過在新氫壓縮機出口到爐后增加換熱器，提升混合溫度后能避免氯化銨結晶出現(xiàn)。

4 結束語

由于柴油加氫裝置使用過程中需要面對復雜外部環(huán)境的影響，并且也會受到內部條件的作用，因此要做好對氯離子控制，優(yōu)化升級工藝流程，有效控制氯腐蝕問題，確保加氫工作的正常進行。

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