毛俊順，王緒海，侯洪波

(中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南洛陽 471012)

洛陽PTA裝置采用美國BP－AMOCO公司工藝專利，由日本千代田公司總承包，年設計生產能力為22.5萬t，2003年對裝置進行了擴能改造，年生產能力達到32.5萬t。自2012年4月份，蒸汽凝液系統(tǒng)pH值偏低，裝置設備腐蝕日益嚴重，系統(tǒng)注胺量逐漸增大，凝液也無法回收利用，凝液回收率較低，同時使用外來凝液增多，不僅影響到裝置物耗、能耗，而且還嚴重影響到裝置的安全平穩(wěn)生產。

對此我們詳細分析凝液pH值偏低的原因，提出改造方案，徹底解決蒸汽凝液系統(tǒng)pH值偏低的問題，優(yōu)化凝液pH值控制，在控制裝置腐蝕情況的同時降低裝置物耗、能耗，保證裝置安全平穩(wěn)生產。

1 蒸汽凝液系統(tǒng)的工藝流程

PTA 裝置蒸汽系統(tǒng)共有 9 MPa、3.5 MPa、1 MPa、430 kPa和210 kPa等5個蒸汽壓力等級。凝液系統(tǒng)主要有430 kPa和210 kPa兩個壓力等級的凝液。430 kPa及以上壓力等級的蒸汽用戶產生的冷凝液大多收集在冷凝液搜集罐BD901中，BD901的冷凝液通過冷凝液補充泵送往BD902和BD903;BD902中的凝液在氧化反應器第一臺冷凝器BE112殼程中產生汽液兩相，并在BD902中閃蒸產生430 kPa蒸汽;BD903中的凝液在氧化反應器第2冷凝器BE113/BE113A和第1結晶器冷凝器BE201殼程中產生汽液兩相，并在BD903內閃蒸為210 kPa蒸汽;汽輪機冷凝器BE901和BE904冷凝液收集到汽輪機冷凝液搜集罐BD905中，然后通過泵送回反應器第3臺冷凝器BE114進行加熱，回收能量后進入BD902中。

為了中和裝置泄漏的酸性介質和防止蒸汽凝液系統(tǒng)碳鋼管線和設備的腐蝕，在BD902、903、905中加入緩蝕劑(嗎啉)，本裝置凝液系統(tǒng)使用的緩蝕劑為嗎啉(NHCH2CH2OCH2CH2)，含氮有機緩蝕劑是通過對其分子內的氮原子在金屬表面的吸附而起緩蝕作用?；瘜W藥品儲存在胺儲罐BD907中，通過調整胺往復輸送泵BG907A/B對蒸汽凝液系統(tǒng)進行小量的連續(xù)注胺。

2 腐蝕加劇的原因分析

通過對凝液系統(tǒng)pH值控制原理及蒸汽凝液系統(tǒng)工藝流程的分析，針對裝置凝液系統(tǒng)腐蝕加劇，我們主要從幾個方面進行了原因排查。

2.1 注胺量及注胺點

蒸汽凝液系統(tǒng)有三個注胺點，分別是BD902入口、BD903入口以及BD905出口，每天注胺兩個小時，從而嚴格控制各凝液罐到各自用戶的管線和設備腐蝕。注胺量控制偏低，則系統(tǒng)腐蝕加劇，酸性介質泄漏進入蒸汽凝液系統(tǒng)幾率增大;注胺點控制不當，就會引起蒸汽凝液系統(tǒng)部分管線和設備腐蝕速度加快。

2.2 酸性介質泄漏控制

PTA裝置中主要的酸性介質是醋酸(HAC)，不僅濃度高，而工藝溫度較高時，設備腐蝕就會發(fā)生介質泄漏，導致醋酸進入蒸汽凝液系統(tǒng)，蒸汽凝液系統(tǒng)材質多為碳鋼，HAC對其腐蝕非常嚴重。

PTA裝置中使用凝液的設備主要有BE112/BE113/BE113A/BE114/BE201，不僅醋酸濃度高，而且溫度也比較高，設備經常發(fā)生腐蝕，最有可能造成凝液系統(tǒng)pH值偏低。

PTA裝置中還有一些產生凝液的設備也有可能泄漏 HAC，比如 BE402、BE403、BE335、BE335A、BE311、BE903、BE904 等換熱設備。

PTA裝置沖堵作業(yè)頻繁，常用沖洗介質有HAC、凝液、堿液、脫離子水、高壓氮氣，沖洗閥組中若HAC和凝液手閥內漏，也有可能造成凝液系統(tǒng)進入酸性介質。

2.3 凝液連排

裝置正常運行期間，過量的冷凝液送往OSBL。為減少罐中雜質的累積，BD902和BD903蒸汽罐冷凝液采取小股流量連續(xù)排放，排放的熱冷凝液在排放罐BD910中首先閃蒸為常壓，并在排污冷卻器BE910中冷卻到大約50℃，然后排放到下水道中。若凝液中雜質較多，則會嚴重加劇碳鋼管線及設備的腐蝕。

3 優(yōu)化措施和實施情況

3.1 注胺量及注胺點控制

凝液系統(tǒng)pH值偏低后，迅速對注胺量進行了調整，加大注胺量(見圖1)，同時檢查注胺系統(tǒng)流程，檢查BG907運行情況，檢查胺儲罐BD907液位，檢查BG907到各注胺點流程，保證每個注胺點的注胺量正常。通過調整注胺量，凝液系統(tǒng)的pH值在一定程度上得到控制，裝置管線腐蝕得到緩解，后期注胺量也明顯減少。

圖1 2012年凝液系統(tǒng)注胺量分析

3.2 酸性介質泄漏控制

根據(jù)工藝流程及pH值控制方法，我們總結出一套凝液pH值監(jiān)控和控制的方法，可以對凝液系統(tǒng)各部分的腐蝕情況進行監(jiān)控，可以根據(jù)具體情況針對凝液系統(tǒng)某一部分進行pH值控制。

當系統(tǒng)pH值出現(xiàn)異常狀況后應迅速對BD901/BD902/BD903/BD905各凝液罐的pH值聯(lián)系化驗加樣分析，同時從BE112/BE113/BE113A/BE114/BE201各點的凝液排放點采取各換熱器出口部分凝液，然后對其pH值進行分析，通過對凝液系統(tǒng)各部分凝液pH值的比較分析，發(fā)現(xiàn)泄漏設備。

通過對各凝液罐凝液2011年4月份pH值的監(jiān)測，我們發(fā)現(xiàn)BD902長期處于pH值偏低的狀況，即使調整BD902注胺量仍沒有好轉，因此我們推斷BE112和 BE114發(fā)生了泄漏，接著對 BE112和BE114處的凝液進行了分析，發(fā)現(xiàn)BE114凝液PH值一直在7.0以上，而BE112一直低于6或稍高于6，因此可以推測BE112可能發(fā)生了泄漏。同時我們也對BE113/A處的凝液進行了分析，發(fā)現(xiàn)BE113的凝液pH值比 BE113A低且有波動，可以推斷BE113可能存在泄漏。2012年6月份停工檢修期間，確實發(fā)現(xiàn)BE112/113管程存在泄漏。

另外，我們對裝置其他可能泄漏酸性介質的換熱設備的凝液進行了排查，均沒有發(fā)現(xiàn)凝液pH值異常情況，我們還對氧化單元所有的凝液及醋酸沖洗閥組進行了排查，檢查有無內漏情況。

3.3 凝液連排控制

凝液中雜質會加劇碳鋼的腐蝕，在裝置正常運行時，凝液連排量較小，當凝液pH值出現(xiàn)異常時，需要及時開大凝液連排，減少凝液中的雜質，減少凝液系統(tǒng)管線和設備的腐蝕。在裝置正常運行時，應及時關注連排流程是否暢通，關注排放凝液雜質情況，并視雜質情況開大連排量。2012年凝液回收情況如圖2所示。

圖2 2012年凝液回收情況分析

本次凝液系統(tǒng)pH值偏低原因之一就是BD902/BD903連排流程不暢，凝液系統(tǒng)雜質較多，導致凝液系統(tǒng)碳鋼腐蝕嚴重，當系統(tǒng)凝液調整至正常后，保持較大的連排量，凝液系統(tǒng)的pH值才穩(wěn)定下來。

3.4 其他措施

通過各種措施減少工藝系統(tǒng)腐蝕。嚴格控制工藝條件，盡量避免溫度、壓力劇烈波動，在滿足生產需要的前題下，盡可能降低系統(tǒng)中溴離子、氯離子的含量;定期進行設備檢測，對設備與管道有嚴重腐蝕與開裂的應進行失效分析;進行合理的結構設計與提高設備檢修質量;定期清洗，對冷卻器與換熱器除提高傳熱效率外，還可防止垢下腐蝕;必須走合理選材與材料升級的道路，由于原設計材料經實際運行證明發(fā)生嚴重腐蝕，已不能適應安全穩(wěn)定生產的需要，則只能進行材料升級。

通過補充大量介區(qū)外除氧水，減少凝液二氧化碳含量以及雜質含量，緩解凝液系統(tǒng)碳鋼管線和設備的腐蝕。

4 效果分析

通過以上一系列措施，裝置凝液pH值得到明顯的控制，腐蝕加劇情況得到控制。

2012年2到6月份平均注胺量為1.55 t/月，7到11月份平均注胺量為0.36 t/月，嗎啉以30000元/t計算，則胺消耗較少42.84萬元;2012年4月份到6月份平均為4166.67 t/月，7月份到10月份平均為7482.25 t/月，凝液回收折標準油為7.65，則年回收量增加效益增加60.87萬元(未包含能量回收效益)，并且凝液回收量逐漸增加;2012年4月份和5月份平均消耗除氧水量為1441.5 t/月，6月份裝置開停工消耗增多，7月份到10月份平均消耗量為200 t/月，除氧水消耗折標準油為9.20，則年消耗除氧水量減少27.41萬元。共計每年創(chuàng)造經濟效益為:42.84+60.87+27.41=131.12 萬元。

5 結論

洛陽石化PTA裝置凝液系統(tǒng)4月份pH值偏低的主要原因是氧化反應器頂部冷凝器BE112/113管程存在泄漏，另外一個原因是凝液罐 BD902/BD903連排流程不暢導致系統(tǒng)雜質含量積累。

通過對凝液系統(tǒng)pH值控制的優(yōu)化，并創(chuàng)建一套凝液系統(tǒng)pH值監(jiān)控體系，很好地控制了凝液系統(tǒng)管線和設備的腐蝕，創(chuàng)造安全效益的同時也提高了企業(yè)的經濟效益。