加氫裝置腐蝕情況分析及對策分析

鄒志恒 王賽 郭彥濤

摘要：本文首先針對加氫裝置腐蝕原理進(jìn)行綜合分析，根據(jù)現(xiàn)階段加氫裝置所腐蝕等問題，最終通過更換防腐試劑、控制離子含量、控制水含量等相關(guān)環(huán)節(jié)，進(jìn)一步總結(jié)出加氫裝置腐蝕對策。

關(guān)鍵詞：加氫裝置;腐蝕情況;碳鋼物質(zhì);潮濕環(huán)境

隨著我國工業(yè)行業(yè)不斷發(fā)展，無論是能源開采還是原油加工，都普遍存在著問題和不足，最終導(dǎo)致加氫裝置所產(chǎn)生腐蝕問題不斷增加，最終成為裝置使用壽命的主要阻礙因素。

一、加氫裝置腐蝕原理

原料油結(jié)構(gòu)中所產(chǎn)生硫化物質(zhì)、氯化物質(zhì)以及氮化物質(zhì)經(jīng)過加氫裝置不斷技術(shù)操作和反應(yīng)后，同時經(jīng)過一系列催化、裂化、延遲焦化、加氫處理等相關(guān)技術(shù)，根據(jù)物質(zhì)實際反應(yīng)，構(gòu)成H2S、HCl、NH3等化學(xué)物質(zhì)。同時在水資源以及水蒸氣等物質(zhì)所存在的基礎(chǔ)環(huán)境和發(fā)展條件下，能夠有效形成低溫H2S-HCl-NH3-H2O結(jié)構(gòu)腐蝕因素和基礎(chǔ)環(huán)境。但是由于該腐蝕環(huán)境通常存在于催化系統(tǒng)、焦化系統(tǒng)等分餾塔塔頂設(shè)備和區(qū)域，因此一旦原材料通過加氫反應(yīng)設(shè)備，構(gòu)成完整的分餾塔塔頂系統(tǒng)、重整預(yù)加氫反應(yīng)流出物系統(tǒng)等。就會在加氫裝置以及管道基礎(chǔ)環(huán)境中，產(chǎn)生具有腐蝕性物質(zhì)，其中加氫設(shè)備中所產(chǎn)生的碳鋼物質(zhì)以及低合金鋼物質(zhì)在基礎(chǔ)腐蝕形態(tài)下，主要以其物質(zhì)的結(jié)構(gòu)厚度降低以及局部腐蝕為判斷數(shù)據(jù)。由于低溫H2S-HCl-NH3-H2O腐蝕環(huán)境相對比較復(fù)雜，其加工技術(shù)工藝、腐蝕物質(zhì)產(chǎn)生一定差異性，各個加氫裝置和設(shè)備所產(chǎn)生的腐蝕情況也同樣各不相同。

在加氫裝置以及系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，需要根據(jù)其腐蝕實際情況重新調(diào)整加氫反應(yīng)流出物系統(tǒng)，加上目前加氫裝置和設(shè)備所產(chǎn)生腐蝕主要元素和環(huán)境為NH4Cl物質(zhì)腐蝕、NH4HS物質(zhì)腐蝕、潮濕環(huán)境H2S物質(zhì)以及氯離子等物質(zhì)，都會對加氫裝置產(chǎn)生腐蝕性應(yīng)力破裂。其中NH4Cl物質(zhì)腐蝕原理主要在實際操作和運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，利用NH3物質(zhì)和HCl物質(zhì)相互結(jié)合，進(jìn)而生成氣體狀態(tài)下的NH4Cl物質(zhì)，并且當(dāng)加氫裝置在物流溫度降低至鹽物質(zhì)沉積點(diǎn)以下時，其物質(zhì)會立刻分析出固態(tài)模式下的NH4Cl物質(zhì)，其物質(zhì)主要呈現(xiàn)出白色、綠色或褐色等相關(guān)物質(zhì)表面，對加氫裝置進(jìn)行腐蝕作用[1]。同時NH4Cl物質(zhì)在穩(wěn)定環(huán)境下具備一定程度吸濕特點(diǎn)，能夠從氣體狀態(tài)下額物流中充分吸收水分物質(zhì)，最終造成NH4Cl鹽物質(zhì)產(chǎn)生腐蝕性。除此之外，F(xiàn)e+2HCl物質(zhì)、Fe Cl2+H2物質(zhì)、NH4Cl物質(zhì)以及H2S物質(zhì)共同存在環(huán)境下，一旦物質(zhì)產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，則不同物質(zhì)之間會產(chǎn)生相互作用，加速腐蝕問題。

二、加氫裝置腐蝕問題分析

由于加氫設(shè)備和裝置極易產(chǎn)生泄露以及腐蝕情況，因此設(shè)備維護(hù)人員需要根據(jù)其裝置開展故障原因技術(shù)排查，所以，加氫裝置正常開展技術(shù)生產(chǎn)時，會在高分罐底部位置上發(fā)現(xiàn)水資源，此時技術(shù)人員需要針對水資源樣品開展一系列技術(shù)分析，并且從中有效檢測出氯離子物質(zhì)、銨根離子物質(zhì)、硫物質(zhì)等，水資源經(jīng)過酸堿特性檢測后，其PH數(shù)值約為5，屬于酸性水[2]。

水資源樣品收集后需要靜置至少24小時，其樣品外部顏色由最初淡黃色轉(zhuǎn)化為深褐色。所以為了進(jìn)一步了解和探索加氫裝置腐蝕問題的主要物質(zhì)來源，需要針對其生產(chǎn)原材料、加氫后所產(chǎn)生物質(zhì)、水冷卻后樣品物質(zhì)以及氫物質(zhì)循環(huán)等一系列物質(zhì)開展樣品收集和技術(shù)分析，并且通過一系列技術(shù)分析后，進(jìn)一步明確氯化銨物質(zhì)為主要腐蝕源頭，經(jīng)過水解后所產(chǎn)生溶液呈現(xiàn)出酸性，最終嚴(yán)重腐蝕設(shè)備結(jié)構(gòu)管道。

根據(jù)我國加氫裝置公式進(jìn)行詳細(xì)計算，最終得到相關(guān)結(jié)論，其中NH4Cl物質(zhì)經(jīng)過水解后，成為一種強(qiáng)酸弱堿鹽，尤其在游離水基礎(chǔ)環(huán)境和條件下，氯化銨極易產(chǎn)生水解問題，最終成為酸性水，會腐蝕掉設(shè)備表面部分金屬物質(zhì)的氧化保護(hù)層，隨后被腐蝕掉的部分金屬部位與沒有被腐蝕的金屬部位，所產(chǎn)生電量位置會產(chǎn)生明顯差異性，其中首先被腐蝕掉設(shè)備部分屬于陽極特點(diǎn)，周邊部分金屬屬于陰極特點(diǎn)，因此其金屬表面會形成點(diǎn)狀腐蝕特點(diǎn)，此時如果技術(shù)人員不能及時維護(hù)和管理，其腐蝕范圍不斷增加，最終不斷擴(kuò)大、加深最終形成穿孔問題。

三、加氫裝置腐蝕對策分析

由于加氫裝置一旦產(chǎn)生腐蝕問題，會極大增加其設(shè)備壓力，減少最長使用壽命，為此加氫設(shè)備產(chǎn)生腐蝕的主要原因則是原材料進(jìn)入加氫反應(yīng)設(shè)備后，所生成物質(zhì)內(nèi)部主要包含氯離子、銨根離子及含水量等相關(guān)物質(zhì)嚴(yán)重超出標(biāo)準(zhǔn)，隨后在加氫反應(yīng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時，所產(chǎn)生腐蝕媒介則為氯化銨物質(zhì)，因此技術(shù)人員需要針對其腐蝕物質(zhì)使用基礎(chǔ)措施開展一系列優(yōu)化處理。

（一）更換防腐試劑

一旦加氫裝置產(chǎn)生腐蝕問題后，需要使用酚類阻止試劑。但是由于加氫裝置上部分工藝普遍存在著極易聚合原材料，所以需要更換全新的防腐試劑，現(xiàn)階段我國大多數(shù)使用防腐試劑主要為胺類阻聚劑，因此技術(shù)人員需要個根據(jù)加氫裝置實際運(yùn)轉(zhuǎn)情況以及外部環(huán)境，將阻聚試劑更換為酚類阻聚試劑，進(jìn)一步保證加氫裝置上部分技術(shù)工藝的基礎(chǔ)抗聚合能力，最大限度減少加氫裝置腐蝕性的產(chǎn)生幾率[3]。

（二）控制離子含量

在加氫裝置原材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，氯離子存在的主要為裝置和設(shè)備上游生產(chǎn)環(huán)節(jié)技術(shù)工藝，增加或者減少所需要的添加試劑或者殺菌試劑等。所以，如果想要進(jìn)一步控制加氫裝置中的離子含量，就需要盡可能選擇含有無氯特點(diǎn)的添加試劑，或者進(jìn)一步科學(xué)、合理的降低藥劑使用數(shù)量，保證加氫設(shè)備內(nèi)部原材料氯離子總體含量均小于1ppm。

（三）控制水含量

現(xiàn)階段，由于大多數(shù)加氫設(shè)備所需要原材料水資源含量平均已經(jīng)超過580ppm，最終導(dǎo)致整體水資源含量相對較大，其主要原因則是加氫設(shè)備上游技術(shù)工藝帶來的水份壓力，因此只有在上游裝置強(qiáng)化基礎(chǔ)脫水功能，才能進(jìn)一步加強(qiáng)水聚結(jié)器的應(yīng)用效果，將水資源總體含量控制在小于30ppm。

結(jié)束語：

由此可見，本文針對加氫裝置運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)腐蝕情況，針對原材料中氯離子含量、水含量等方面，進(jìn)一步針對其原材料進(jìn)行全面升級。同時在加氫裝置安裝和應(yīng)用過程中，應(yīng)該嚴(yán)格控制和管理質(zhì)量水平，保證其改造后其裝置運(yùn)轉(zhuǎn)良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]王軍， 高飛， 張建文，等. 煤柴油加氫聯(lián)合裝置氯腐蝕分析及對策[J]. 安全、健康和環(huán)境， 2019， v.19（08）：19-23+59.

[2]左超， 李寶龍. 柴油加氫裝置高壓熱交換器腐蝕泄漏原因分析及預(yù)防措施[J]. 石油化工設(shè)備， 2019， 48（01）：66-71.

[3]郭達(dá). 渣油加氫裝置反應(yīng)部分主要腐蝕風(fēng)險分析及防治措施[J]. 信息周刊， 2019， 000（002）：0041-0041.

中國石油天然氣股份有限公司華北石化分公司