常压塔顶循低温防腐改造研究

罗明建

中国石油四川石化有限责任公司  四川 彭州 611939

摘要：文章以某石化企业常压塔顶循低温防腐改造实践为例，在简单分析改造背景的基础上，提出了常压塔顶循低温防腐的改造方案，包括常压塔顶的温度控制、塔顶含硫污水pH值和铁离子含量控制、工艺防腐措施优化，并对最终改造效果进行了探究，结果表明，在实际的改造后常顶循低温防腐性能增高，且能够获得较好经济收益。

关键词：常压塔；常顶循；低温腐蚀；防腐改造

引言：塔顶部低温腐蚀问题是常压塔在实际生产运行期间面对着的常见问题，如果实际腐蚀情况严重或是腐蚀问题频繁发生，则会导致常压塔使用寿命缩减、实际运行生产效率及效益下降。基于此，需要及时展开对常顶循的防腐改造，提升防腐性能。

一、常压塔顶循低温防腐改造背景分析

某石化企业中配置的1000万吨/年常减压蒸馏装置属新建装置，于2014年1月建成投产，该装置主要由电脱盐系统、换热网络系统、常压系统、减压系统等部分组成。原油在常减压装置内经脱盐脱水、常压蒸馏、减压蒸馏后被分为石脑油馏分、柴油馏分、减压蜡油和减压渣油等满足后续装置加工要求的物料。该装置加工混合原油，加工规模为1000万吨/年，设计操作弹性为60%-110%，年开工时间为8400小时，硫含量按1.0m%，酸值按0.8mgKOH/g进行设备和管道选材设计。在常压塔实际的生产运行期间，发现腐蚀问题频繁发生。在2019年，常减压蒸馏装置在运行期间发生腐蚀问题并引发其他运行故障的总次数为7次；在2020年，常减压蒸馏装置在运行期间发生腐蚀问题并引发其他运行故障的总次数为5次。针对相应腐蚀问题的发生原因进行分析，发现腐蚀问题均属于低温的H2S-HCL-H2O腐蚀。在实际的H2S-HCL-H2O腐蚀环境中，H2S以及HCL会受到相互促进的影响而逐步形成循环腐蚀，使得低温腐蚀问题频繁发生，最终导致常压塔的使用寿命显著缩短。为解决这一问题，该企业进行了常压塔顶循低温防腐改造。

为解决这一问题，该企业再次针对常压塔顶循实施低温防腐改造，目标在于明显减轻常压塔顶循以及常一线的腐蚀情况，能够达到控制腐蚀的效果，并保证防腐pH值能够长时间维持在6-7.5的水平。

二、常压塔顶循低温防腐改造的具体方案设计与实现

（一）常压塔顶循低温防腐的改造方案设计与实施

1.常压塔顶温度控制

为实现对常压塔顶腐蚀压力的有效缓解，调整塔顶系统温度并使其维持在高于露点的状态，是行之有效的防护手段。实践中，需要组织展开对塔顶油气中水露点温度的核算，并进一步调整、控制塔顶内部气相操作温度，促使其能够始终保持在高于水露点温度的条件下，即高于28℃；调整并控制塔顶循环回流温度始终保持在90℃以上。在本次改造中，主要对常压塔顶温度控制参数主要落实了如下调整：常压塔顶控制冷回流量调整至不低于40t/h的水平；常压塔顶控制常压塔顶温度调整至不高于110℃的水平；常压塔顶控制顶循返塔温度调整至不高于90℃的水平。

2.塔顶含硫污水pH值和铁离子含量控制

为降低腐蚀速率，需要将碱性物质注入挥发系统内，实现对pH值的合理调控。在实际的工艺改造中，主要向初、常、减顶馏出系统注入中和胺和缓蚀剂来控制塔顶冷凝系统的pH值，具体有：通过在初、常、减顶含硫污水罐抽出线安装的在线pH计来调整含硫污水的实时pH值在6-7.5之间；通过向蒸馏装置三个塔顶馏出系统注入缓蚀剂来控制含硫污水中铁离子含量在3mg/L以下；通过向塔顶挥发系统注入软化水及时冲走生成的盐或其它腐蚀产物，以免垢下腐蚀发生。

3.工艺防腐措施优化

第一，由于装置低负荷运行，有可能流速偏低，易出现结盐结垢，建议110-E-101A~D四台换热器前均进行注水（已实施）、加注阻垢剂。第二，110-E-101A~D的管系属于不平衡型分配，油气分配有可能出现偏流，特别当塔顶注水、注中和剂与缓释剂不能形成雾状，近端设备会首先腐蚀，应加强偏流设备出口管线壁厚监测。第三，炼制劣质油或炼制轻组份凝析油时，氯离子含量高或塔顶流出物量增大时，要适当加大注剂量、注水量，塔顶排水pH值按上限值控。第四，常顶循环线也是处于HCl+H2S+H2O环境，在同行中该系统也有发生腐蚀破坏的事件，建议该管线上增加在线除盐设施。

（二）常压塔顶循低温防腐改造后的效果分析

常压塔顶循低温腐蚀二次改造后，所得到水样分析数据如下所示：在改造后的第一日，常顶循切水pH值平均为8.89，铁离子浓度为0.89mg/L，氯离子浓度为21mg/L；常一切水pH值平均为7.42，铁离子浓度为0.98mg/L，氯离子浓度为29mg/L。在改造后的第五日，常顶循切水pH值平均为8.49，铁离子浓度为0.41mg/L，氯离子浓度为14mg/L；常一切水pH值平均为7.72，铁离子浓度为0.78mg/L，氯离子浓度为24mg/L。在改造后的第十日，常顶循切水pH值平均为8.09，铁离子浓度为1.17mg/L，氯离子浓度为30mg/L；常一切水pH值平均为6.59，铁离子浓度为1.25mg/L，氯离子浓度为29mg/L。

综合上述数据能够分析得出，依托常压塔顶的温度控制、塔顶含硫污水pH值和铁离子含量控制、工艺防腐措施优化，能够达到进一步提升常压塔顶循切水以及常一线切水pH值的效果，相应pH值始终满足预设目标，常压塔顶循低温防腐性能持续强化，铁离子的浓度也达到改造要求[2]；同时，促使切水自动化成为现实，实现更为彻底、迅速的完成常顶循脱水，含水量数值进一步减小，且人员实际的工作强度也随之下降。

同时，针对常压塔顶循低温防腐的改造后所产生的经济效益落实进一步测算分析，能够发现，由于常压塔设备与管线的使用寿命有所延长，所以改造后实现了对管线、塔盘更换费用的节约；由于常压塔上部负荷有所减小，所以改造后实现了常一收率的提升，达到增加经济效益的效果；改造后落实了常顶循脱水的利用，使得常一线油品电精制脱水乳化带油的损耗下降，实现效益增加。综合来看，在落实常压塔顶循低温防腐的改造后，实际获取到的经济效益理想，生产成本支出下降。

总结：综上所述，在常压塔顶循低温防腐改造期间，依托常压塔顶的温度控制、塔顶含硫污水pH值和铁离子含量控制、工艺防腐措施优化，实现了对常压塔顶循以及常一线的腐蚀情况的明显减轻，保证防腐pH值能够长时间维持在6-7.5的水平，且同时达到了降低成本支出、提升经济收益的效果。

参考文献：

[1]柏宜群,佘峰,陈敦平,等. 常减压蒸馏装置常顶低温系统防腐策略[J]. 石油化工腐蚀与防护,2022,39(02):36-39+58.

[2]车勇,李欣昀. 常压塔二级冷凝缓蚀剂浓度监测和工艺防腐方案优化[J]. 云南化工,2021,48(08):131-133.