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石化裝置腐蝕現狀、防腐及預測技術

2022-10-09 13:43:09 作者：設備管理與防腐來源：設備管理與防腐分享至：

石化行業面臨的安全壓力

響水事件現場圖

★石化是設備腐蝕的重災區★

★工藝設備聯動是防腐的★

不二法則

從國內外煉油裝置的防腐經驗與所采取的防腐技術看，對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則（SH/T3096及SH/T3129）的頒布與實施，基本消除了煉油裝置高溫部位由于材料選擇導致的腐蝕問題；

但是，受制于加工原料性質多變、工藝操作波動較大以及工藝防腐的實施細節影響因素較多等多重因素影響，煉油裝置的低溫腐蝕（鹽酸露點腐蝕、銨鹽結晶）控制難以達到令人滿意的效果；

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

有的塔頂注水量稍顯不足，在注入點沒有形成足夠的液態水，消除露點的腐蝕；

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

緩蝕劑的篩選與評價存在問題，應依據塔頂油氣的具體冷凝冷卻工藝過程，分溫度段評價才能篩選出符合實際情況性能優良的緩蝕劑；

塔頂回流對于控制與調整塔頂溫度十分靈敏，一方面因為其溫度較低，更主要的是塔頂回流在塔頂汽化，需要吸收大量的相變熱，雖然這對于調節塔頂溫度十分有益，但是同時可導致塔頂部位局部的低溫區，不但導致鹽酸的凝結，也會提高氯化銨結晶的可能性；

關于銨鹽：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一步反應生成CN-。因此焦化分餾塔塔頂冷凝冷卻系統與富氣壓縮機機間和出口冷卻系統H2S-HCN-H2O腐蝕環境，同時含有大量的NH3和少量的氯離子。如果pH值過高，會導致積鹽和結垢，引起垢下腐蝕。因此，需要注水，稀釋腐蝕性物質，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，而且對銨鹽的沖洗，對設備、管道的安全運行也帶來了嚴重威脅；

焦化裝置分餾塔銨鹽沉積主要是由于常減壓裝置無機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注意控制進入焦化裝置的氯；

焦化裝置低溫系統的腐蝕問題主要發生在分餾塔及其塔頂冷凝冷卻系統，和富氣壓縮機系統。主要腐蝕類型為H2S-NH3-H2O腐蝕及銨鹽結晶問題。

硫、氯、氮平衡分析

★關注石化設備防腐重點★

（以常減壓裝置為例）

控制進裝置原油性質與設計原油相近，且原油的硫含量、酸值，原則上不能超過設計值。

露點腐蝕：控制排煙溫度，確保管壁溫度高于煙氣露點溫度5℃以上，硫酸露點溫度可通過露點測試儀檢測得到或者煙氣露點計算方法估算。

★石化腐蝕預測技術★

大數據分析

以上相關數據，煉油企業均具有成熟的手段進行調控或采集，在發現腐蝕隱患和指導解決腐蝕問題方面起到了良好的效果。

針對海量的數據，企業通常利用信息化方式將其進行分析處理。

然而，如某煉化公司統計，其在各個裝置運行期間，DCS系統每天會產生過程歸檔數據約4.7億個，2015年10月期間產生各類報警信息約8500條，工藝操作記錄約9500條，這些工藝管理、設備管理和安全管理的基礎信息，使用率卻不及每天歸檔的4.7億個的10%。

DCS系統產生的龐大數據量，同類信息的時間跨度存在不同，且腐蝕監測系統是典型的多源傳感器系統，分布在不同的控制系統和不同的生產裝置中，技術管理人員在橫向統計分析時耗時耗力，很可能錯過發現隱患和解決問題的時機。

此外，國內大部分石化企業通常采用OPC加實時數據庫的方式，將這些原始數據采集到專門的管理平臺，若工藝條件發生變化，數據不能及時得到更新，無法真實同步反應工廠各裝置的實時情況。

國外的煉化企業早在90年代就開始將煉油傳統的掛片檢測、壁厚檢測升級到在線電化學監測，并開始意識到需要針對腐蝕相關數據進行分析和有效利用，建立模型用于間接推測腐蝕狀態，先后出現了BP神經網絡預測模型、Fe2+/Fe3+預測模型、Hemandez人工神經網絡預測模型等。

近年來，國內一些研究機構（如青島安工院）開發了一套集在線、離線監檢測數據于一體的為腐蝕分析提供便利的腐蝕數據管理系統，其次運用深度學習方法對煉化企業累積的海量數據進行深度分析，關鍵裝置的工藝參數和水質分析數據進行學習訓練，建立關鍵信息與其他監測之間的黑盒模型，達到根據工藝狀態快速、準確的預測目的，為指導企業腐蝕防護工作奠定理論和技術基礎。