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石化裝置腐蝕現(xiàn)狀、防腐及預(yù)測(cè)技術(shù)

2022-03-15 11:39:27 作者：工業(yè)小南點(diǎn) 來(lái)源：工業(yè)小南點(diǎn) 分享至：

石化行業(yè)面臨的安全壓力

響水事件現(xiàn)場(chǎng)圖

★石化是設(shè)備腐蝕的重災(zāi)區(qū)★

★工藝設(shè)備聯(lián)動(dòng)是防腐的★

不二法則

從國(guó)內(nèi)外煉油裝置的防腐經(jīng)驗(yàn)與所采取的防腐技術(shù)看，對(duì)付煉油裝置高溫部位腐蝕均以材料防腐為主、工藝防腐為輔，為對(duì)付低溫部位則是以工藝防腐為主、材料防腐為輔；

高硫、高酸原油加工裝置選材導(dǎo)則（SH/T3096及SH/T3129）的頒布與實(shí)施，基本消除了煉油裝置高溫部位由于材料選擇導(dǎo)致的腐蝕問(wèn)題；

但是，受制于加工原料性質(zhì)多變、工藝操作波動(dòng)較大以及工藝防腐的實(shí)施細(xì)節(jié)影響因素較多等多重因素影響，煉油裝置的低溫腐蝕（鹽酸露點(diǎn)腐蝕、銨鹽結(jié)晶）控制難以達(dá)到令人滿(mǎn)意的效果；

常減壓裝置低溫部位的腐蝕問(wèn)題，受原料來(lái)源多變、工藝防腐措施的執(zhí)行存在偏差以及工藝操作波動(dòng)等諸多因素的影響，難以得到良好的控制；

有的塔頂注水量稍顯不足，在注入點(diǎn)沒(méi)有形成足夠的液態(tài)水，消除露點(diǎn)的腐蝕；

有的企業(yè)采用40℃以下的冷回流19噸/小時(shí)，冷回流汽化吸收大量熱，造成局部溫度過(guò)低引起局部鹽酸凝結(jié)，造成塔壁腐蝕；

緩蝕劑的篩選與評(píng)價(jià)存在問(wèn)題，應(yīng)依據(jù)塔頂油氣的具體冷凝冷卻工藝過(guò)程，分溫度段評(píng)價(jià)才能篩選出符合實(shí)際情況性能優(yōu)良的緩蝕劑；

塔頂回流對(duì)于控制與調(diào)整塔頂溫度十分靈敏，一方面因?yàn)槠錅囟容^低，更主要的是塔頂回流在塔頂汽化，需要吸收大量的相變熱，雖然這對(duì)于調(diào)節(jié)塔頂溫度十分有益，但是同時(shí)可導(dǎo)致塔頂部位局部的低溫區(qū)，不但導(dǎo)致鹽酸的凝結(jié)，也會(huì)提高氯化銨結(jié)晶的可能性；

關(guān)于銨鹽：原油中的含氮化合物在常減壓裝置分解率較低，防止積鹽的重要途徑是控制原料攜帶的NH3含量并阻止其在分餾塔頂聚集；

防止常壓塔銨鹽沉積的方法應(yīng)注意控制氨的引入，最好采用初餾塔工藝。

在焦化原料熱裂解過(guò)程中，油品中的含硫化合物可分解生成硫化氫，含氮化合物可分解生成氨，氨在熱的作用下可進(jìn)一步反應(yīng)生成CN-。因此焦化分餾塔塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)與富氣壓縮機(jī)機(jī)間和出口冷卻系統(tǒng)H2S-HCN-H2O腐蝕環(huán)境，同時(shí)含有大量的NH3和少量的氯離子。如果pH值過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致積鹽和結(jié)垢，引起垢下腐蝕。因此，需要注水，稀釋腐蝕性物質(zhì)，并降低溶液的pH值；

焦化裝置分餾塔銨鹽沉積不但影響正常生產(chǎn)，而且對(duì)銨鹽的沖洗，對(duì)設(shè)備、管道的安全運(yùn)行也帶來(lái)了嚴(yán)重威脅；

焦化裝置分餾塔銨鹽沉積主要是由于常減壓裝置無(wú)機(jī)鹽未徹底水解或焦化裝置摻煉含氯污油引起，所以控制焦化裝置分餾塔銨鹽沉積的方法應(yīng)注意控制進(jìn)入焦化裝置的氯；

焦化裝置低溫系統(tǒng)的腐蝕問(wèn)題主要發(fā)生在分餾塔及其塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)，和富氣壓縮機(jī)系統(tǒng)。主要腐蝕類(lèi)型為H2S-NH3-H2O腐蝕及銨鹽結(jié)晶問(wèn)題。

硫、氯、氮平衡分析

★關(guān)注石化設(shè)備防腐重點(diǎn)★

（以常減壓裝置為例）

控制進(jìn)裝置原油性質(zhì)與設(shè)計(jì)原油相近，且原油的硫含量、酸值，原則上不能超過(guò)設(shè)計(jì)值。

露點(diǎn)腐蝕：控制排煙溫度，確保管壁溫度高于煙氣露點(diǎn)溫度5℃以上，硫酸露點(diǎn)溫度可通過(guò)露點(diǎn)測(cè)試儀檢測(cè)得到或者煙氣露點(diǎn)計(jì)算方法估算。

★石化腐蝕預(yù)測(cè)技術(shù)★

大數(shù)據(jù)分析

以上相關(guān)數(shù)據(jù)，煉油企業(yè)均具有成熟的手段進(jìn)行調(diào)控或采集，在發(fā)現(xiàn)腐蝕隱患和指導(dǎo)解決腐蝕問(wèn)題方面起到了良好的效果。

針對(duì)海量的數(shù)據(jù)，企業(yè)通常利用信息化方式將其進(jìn)行分析處理。

然而，如某煉化公司統(tǒng)計(jì)，其在各個(gè)裝置運(yùn)行期間，DCS系統(tǒng)每天會(huì)產(chǎn)生過(guò)程歸檔數(shù)據(jù)約4.7億個(gè)，2015年10月期間產(chǎn)生各類(lèi)報(bào)警信息約8500條，工藝操作記錄約9500條，這些工藝管理、設(shè)備管理和安全管理的基礎(chǔ)信息，使用率卻不及每天歸檔的4.7億個(gè)的10%。

DCS系統(tǒng)產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)量，同類(lèi)信息的時(shí)間跨度存在不同，且腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是典型的多源傳感器系統(tǒng)，分布在不同的控制系統(tǒng)和不同的生產(chǎn)裝置中，技術(shù)管理人員在橫向統(tǒng)計(jì)分析時(shí)耗時(shí)耗力，很可能錯(cuò)過(guò)發(fā)現(xiàn)隱患和解決問(wèn)題的時(shí)機(jī)。

此外，國(guó)內(nèi)大部分石化企業(yè)通常采用OPC加實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的方式，將這些原始數(shù)據(jù)采集到專(zhuān)門(mén)的管理平臺(tái)，若工藝條件發(fā)生變化，數(shù)據(jù)不能及時(shí)得到更新，無(wú)法真實(shí)同步反應(yīng)工廠各裝置的實(shí)時(shí)情況。

國(guó)外的煉化企業(yè)早在90年代就開(kāi)始將煉油傳統(tǒng)的掛片檢測(cè)、壁厚檢測(cè)升級(jí)到在線電化學(xué)監(jiān)測(cè)，并開(kāi)始意識(shí)到需要針對(duì)腐蝕相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和有效利用，建立模型用于間接推測(cè)腐蝕狀態(tài)，先后出現(xiàn)了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型、Fe2+/Fe3+預(yù)測(cè)模型、Hemandez人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型等。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)（如青島安工院）開(kāi)發(fā)了一套集在線、離線監(jiān)檢測(cè)數(shù)據(jù)于一體的為腐蝕分析提供便利的腐蝕數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，其次運(yùn)用深度學(xué)習(xí)方法對(duì)煉化企業(yè)累積的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，關(guān)鍵裝置的工藝參數(shù)和水質(zhì)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，建立關(guān)鍵信息與其他監(jiān)測(cè)之間的黑盒模型，達(dá)到根據(jù)工藝狀態(tài)快速、準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)目的，為指導(dǎo)企業(yè)腐蝕防護(hù)工作奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

腐蝕預(yù)測(cè)模型避免了受成本和技術(shù)限制，生產(chǎn)中難以對(duì)腐蝕關(guān)鍵參量進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控的問(wèn)題，及時(shí)的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)可為切實(shí)指導(dǎo)裝置防腐工作提供技術(shù)支持。

★技術(shù)需求與建議★