王智通
江苏斯尔邦石化有限公司
摘要：在石油化工装置中，很多设备管道都有保温层，其中一部分在高温(或超高温)下运行，这些设备管道的腐蚀检测一直是现场腐蚀检测的难题。常用的设备管道检测方法包括超声、磁粉、涡流及目视检查等，实施检测需要拆除其外部保温层或保护层，而在拆装保温层过程中还会破坏保温层的完整性，增加保温层下的腐蚀风险。
关键词：炼油装置；冷却器；循环水；腐蚀
引言
随着原油深度开采，重质高硫、高氮、高盐的原油比例逐年增加，导致装置酸性水腐蚀性增加，导致换热器和空冷器等装置结盐严重，影响装置安全平稳生产。一般原油中氯的存在形式分为有无机氯和有机氯两种，原油电脱盐装置可以脱除70%~100%的无机氯化物，但是仍然有少量的无机氯化物和部分有机氯进入到下游的炼制装置中。加工过程中，由于无机氯化物的水解和有机氯化物的分解等原因，会产生氯化氢气体，从而对生产装置和管线造成严重腐蚀。原油中的含氮化合物容易氧化形成胶质、沉渣，影响油品的氧化安定性；造成催化剂中毒，生成铵盐引起装置垢下腐蚀。原油中的硫化物在加工过程中生产硫化氢，能引起设备的化学腐蚀、应力腐蚀。因此，认识腐蚀介质氯、氮、硫在炼制全流程中的分布意义重大
1硫化物腐蚀
硫在原油中的存在形式主要为无机硫和有机硫，无机硫主要包含元素硫和硫化氢，有机硫是以化合物的形式存在。这些不同状态下的硫可以分为活性硫和惰性硫两种。前者指的是可以直接与金属发生反应的硫，后者是指不能直接与金属发生反应的硫。原油精炼过程中会发生部分热分解和加氢裂化反应，该工艺过程产生活性硫，与设备发生化学反应，造成设备腐蚀。不同原料硫含量差异较大，但硫化物类型有明显的相似性。有机硫化合物主要是硫醇硫、硫化物和环状硫化物;无机硫化合物主要以硫化氢的形态存在。硫化氢在硫和氢原子之间具有非常高的连接键能，并且在高温下难以断裂。当硫化氢与金属反应时，它与金属或氢发生碰撞，在一个原子上形成一个新的原子并存在电子冗余。金属被吸附在电子缺乏和过量的硫之间，从而在金属上形成吸附现象。
2炼油生产装置硫腐蚀原因解析
2.1原油成分因素
炼油装置的主要作用是对原油进行理化处理，从而得到所需要的烃类物质、烯类物质等。原油的组成成分非常复杂，包含有许多的腐蚀性成分，在运输过程中这些腐蚀性成分会对管道进行侵蚀，增加管道渗漏风险。同时在原油加工过程中，炼油装置会提供高温、高压的炼制环境，腐蚀性成分也会在炼制过程中逸出，随着气态烃类进入到下一个处理环节。由于输出时的温度和压力较大，这也加剧了分子的活动速度，使得化学反应速度进一步加快，这也在一定程度上加快了管道的腐蚀速率，影响到管道的使用寿命。
2.2高温硫化物腐蚀
高温硫化物腐蚀主要是指温度高于240℃时，各种类型的硫引起的腐蚀形式，具体为硫、硫化氢以及硫醇中的活性硫在高温条件下直接与金属发生化学反应产生硫化铁和相应的伴生氢气。这种腐蚀通常会影响大气和真空设备、接触分解设备等。腐蚀机理是在高温条件下硫醇中的硫、硫化氢和活性硫引起的腐蚀。硫化氢和硫醇可与金属直接反应，因此只要与其接触，腐蚀就会在各个部位显现。
2.3管线氢腐蚀
除了上述提到的腐蚀机理外，在工艺管线使用过程中还存在着管线氢腐蚀问题，在炼油装置工作过程中，会将氢气作为还原剂加入到装置当中，随后营造高温高压的环境，使其出于稳定的化学反应状态。
而临氢管线当中，在高温高压作用下氢离子会和原油分离开，随后和管道内的金属元素发生化学反应，而金属稳定性的降低也会使内核金属的抗腐蚀性下降，而且也会对金属承受力带来较大的干扰性，使管线在应用中的危险性变大，严重时还会威胁到现场作业人员的生命财产安全。
3常减压蒸馏装置塔顶冷凝系统防腐蚀措施
3.1常减压装置硫腐蚀防治
常减压装置设备上运行时，需要在保持稳定性的同时严格控制处理量以保持在设计条件之内。进入装置的原油的进油量应与设计值相符。如果在操作过程中，由于特殊情况，进油量暂时超过设计值，需提前制定防腐措施以确保及时有效地采取措施，具体措施如下:(1)及时计算露点温度，使塔顶的温度高于28℃，并且塔顶的回流温度应控制在90℃以上。(2)选择有机胺中和剂并将废水的pH控制在5.5至7.5之间。(3)选择氨水时，将排水管的pH控制在7.0至9.0之间。如果选择同时使用有机胺和氨，则受控废水的pH值为6.5～8.0。(4)防腐蚀剂从塔顶的油气管道注入，在一般情况下，每克排放水的抽样量不得超过20微克，同时确保抽样过程均匀及持续。
3.2做好定点防腐检测
通过做好定点防腐检测，可以提升采集数据的及时性，为防腐措施的拟定提供可靠的数据支持。从目前的应用情况来看，经常使用到的防腐检测方法包括腐蚀探针、定点测量、腐蚀材料剖析、腐蚀挂片等。在各类方法的使用过程中，其基础的应用要求便是借助相关仪器对于伤害性最大的腐蚀部位进行确定，同时利用采集数据来分析该问题的严重性，以此为基础来拟定相应的处理措施，提高了所拟定策略的针对性。需要注意的是，在防腐检测方法使用过程中，需要提前做好相关设备的调试工作，同时还需要梳理具体地应用工序，明确工序节点的具体内容，提升防腐检测结果的可靠性。
3.3应用电感探针监控法
电感探针监控法通过监测线圈的电感和感抗来监控腐蚀情况，由于腐蚀时，探针试样变薄时，线圈的电感和感抗也随之变化，金属探针的厚度变化量通过电感的变化量表现出来。电感探针监测方法具有响应速度快、适用范围广，在电解质和非电解质环境中都应用，监测精度高。由于该方法可测量腐蚀速率的变化，可通过该方法定量评价防腐措施的有效性，同时工业管道中的腐蚀检测可通过电感探针监测来调整工艺参数。
3.4延迟焦化装置硫腐蚀防治
延迟焦化装置必须满足设计要求。如果处理能力超出设计要求，则需要重新计算并采取腐蚀防护措施。当原料酸值＞1.5mgKOH/g时，应加强对管道防腐措施的实施和监督，同时定期检查高温部位。此外，还要注意蒸馏液中的氯含量和无机盐的积累，加强蒸馏液低温腐蚀的监测。循环冷却水热交换器循环冷却水的流量在管侧控制为0.9m/s以上，在壳侧控制为0.3m/s以上。如果不满足要求，及时采取防腐蚀措施，例如反洗和环氧树脂防腐蚀内涂层;热交换器循环冷却水的温度应低于130℃;水冷却器出口循环水的温度应低于60℃
结束语
综上所述，解决腐蚀问题一直是一项比较复杂的课题，而循环水垢下腐蚀与介质本身、操作条件、公用介质流速、流量等因素相关，在炼油装置日常生产中，必须通过采取水质分析、循环水测速、监测工艺参数等方式对水冷器运行情况进行监测，并根据实际情况采取有效措施，以提高设备使用寿命以及更有利于开展装置长周期运行工作。
参考文献
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