李廷祥，胡 洋，趙 濤

(中國(guó)石油化工股份有限公司齊魯分公司，山東 淄博 255434)

中國(guó)石油化工股份有限公司齊魯分公司勝利煉油廠第Ⅳ套常減壓蒸餾裝置主要加工高硫高酸原油，加工能力為8 Mt/a，2010年3月底建成投產(chǎn)，2012年10月檢修。在運(yùn)行周期內(nèi)，裝置主要加工勝利油田高硫高酸原油，并摻煉第Ⅱ套常減壓蒸餾裝置拔頭后的沙重、南帕斯凝析油等十幾種原油，酸值在1.685 mgKOH/g左右，硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1.97%左右。因原油性質(zhì)較差，裝置運(yùn)行過(guò)程中，多次發(fā)生腐蝕失效事故。2010年6月，常減壓蒸餾裝置常頂循環(huán)回流泵P104A的入口過(guò)濾器腐蝕斷裂，自沖洗抽出短節(jié)發(fā)生泄漏;2011年4月，常頂揮發(fā)線抽出第一個(gè)彎頭測(cè)厚過(guò)程中發(fā)現(xiàn)腐蝕減薄，厚度由原來(lái)的12 mm減薄為7.58 mm;2012年7月，常壓塔第12層塔盤(pán)北側(cè)受液槽處塔壁因腐蝕原因造成局部穿孔。由于第Ⅳ套常減壓蒸餾裝置設(shè)備腐蝕狀況日益嚴(yán)重，于2011年8月31日在常頂空冷器和減頂冷卻器部位安裝了腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

1 腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理和特點(diǎn)

腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用電感式探針監(jiān)測(cè)技術(shù)，也被稱為磁阻式探針技術(shù)。基本原理是通過(guò)給一個(gè)線圈施加一個(gè)恒定的交變電流，使得線圈電感對(duì)金屬敏感元件(試件)的厚度變化非常敏感，通過(guò)測(cè)量敏感元件因腐蝕而引起的阻抗微小的變化信號(hào)，換算成腐蝕速率。電感式腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有反應(yīng)時(shí)間短(幾分鐘)、使用范圍廣(幾乎所有的腐蝕介質(zhì))等特點(diǎn)，兼有電阻探針(ER)和線性極化探針(LPR)的優(yōu)點(diǎn)[1-2]。

電感式探針適用于操作溫度不大于240℃的環(huán)境?，F(xiàn)場(chǎng)安裝要求有一定的操作空間(一般需要2.5 m)，現(xiàn)場(chǎng)安裝需牢固、可靠以免因探針發(fā)生震顫，影響其正常監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)位置選擇腐蝕嚴(yán)重且具有代表性的部位。第Ⅳ套常減壓蒸餾裝置的監(jiān)測(cè)位置主要選在常頂空冷器EA101A，B，E，F(xiàn)，L 和減頂冷卻器 E144A，E145A 和 E146低溫輕油部位。

2 腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在裝置上的應(yīng)用

2.1 在常頂空冷器上的應(yīng)用

常頂空冷器EA101A，B，E和L腐蝕監(jiān)測(cè)趨勢(shì)見(jiàn)圖1。因受對(duì)比分析功能限制，EA101F未顯示出。由圖1可知，常頂空冷器腐蝕趨勢(shì)基本一致，個(gè)別監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常可能與電感探針試片表面有腐蝕產(chǎn)物所致，具體原因有待進(jìn)一步考察。

圖1 常頂空冷器電感探針監(jiān)測(cè)腐蝕趨勢(shì)Fig.1 Trend of corrosion measured by electric inductances in air-coolers at the top system of atmospheric tower

腐蝕掛片探針監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。由表1可知，常頂空冷器EA101E和EA101G的平均腐蝕速率比EA101B和EA101L大得多。

表1 常頂試片探針監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)Table1 Data measured by corrosion probes at the top system of atmospheric tower

造成這種現(xiàn)象的主要原因是常頂空冷器中物流分配不均勻。第Ⅳ套常減壓蒸餾裝置常頂有12臺(tái)空冷器，每4臺(tái)1組分為3組，其物流的分配是先一分二，然后再二分三。通過(guò)紅外檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，常頂空冷器表面溫度不同，遠(yuǎn)端空冷器表面溫度明顯高于排列在中間的空冷器的表面溫度，這主要是由于介質(zhì)偏流造成的。因空冷器管束內(nèi)溫度不同，腐蝕機(jī)理和腐蝕形態(tài)也各不相同，溫度較低的空冷器更容易發(fā)生低溫鹽酸露點(diǎn)腐蝕和銨鹽的垢下腐蝕，造成塔頂空冷器腐蝕速率不均勻。

腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)常壓塔頂系統(tǒng)的工藝防腐調(diào)整意義較大。通過(guò)腐蝕在線監(jiān)控發(fā)現(xiàn)，空冷EA101E腐蝕速率由2011年9月16日的0.07 mm/a快速增加至2011年10月31日的0.17 mm/a，升高近2.43倍。腐蝕速率快速增加的原因是由于中和劑效果較差，致使油氣介質(zhì)的pH值偏低所致。通過(guò)采取調(diào)節(jié)中和劑注入量的措施，使腐蝕逐步得到了控制，腐蝕速率一般為0.02 mm/a左右。

2.2 在減頂冷卻器上的應(yīng)用

減頂冷卻器E114A，145A和146腐蝕監(jiān)測(cè)趨勢(shì)對(duì)比見(jiàn)圖2。由圖2可知，減頂冷卻器腐蝕大小不一，這同樣與工藝介質(zhì)分配有關(guān)。由于一級(jí)冷卻器油氣中的腐蝕介質(zhì)較多，腐蝕略大，隨著油氣介質(zhì)溫度的降低，腐蝕介質(zhì)大多被冷凝、中和，腐蝕逐漸減小。所以呈現(xiàn)出E144A腐蝕較重，E145A次之，E146介質(zhì)是一、二級(jí)合流，腐蝕居中。

圖2 減頂冷卻器監(jiān)測(cè)腐蝕趨勢(shì)Fig.2 Trend of corrosion of coolers at the top system of vacuum tower

2012年7月4日常壓塔腐蝕泄漏處理后，減頂冷卻器E144A的腐蝕速率急劇增加，腐蝕速率由2012年7月8日前的0.085 mm/a上升到2012年7月31日1.000 mm/a，增加近11.76倍，瞬時(shí)腐蝕速率達(dá)8.000 mm/a以上。造成其腐蝕的主要原因是減頂生產(chǎn)工藝改為B列運(yùn)轉(zhuǎn)，A列停運(yùn)，注劑改注到B列冷卻器，而A列系統(tǒng)中殘存的腐蝕介質(zhì)沒(méi)有得到繼續(xù)中和，致使其腐蝕急劇上升。經(jīng)生產(chǎn)單位進(jìn)行調(diào)整，設(shè)備腐蝕得到了控制。通常認(rèn)為設(shè)備在停運(yùn)中，因腐蝕介質(zhì)減少腐蝕會(huì)降低。但通過(guò)在線腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，裝置停工檢修過(guò)程中設(shè)備也會(huì)繼續(xù)腐蝕。以E144A為例，腐蝕速率由2012年9月19日前的0.141 mm/a上升到2012年10月10日0.889 mm/a，增加近6.30倍。所以生產(chǎn)裝置在設(shè)備停運(yùn)過(guò)程中應(yīng)該進(jìn)行吹掃置換烘干，避免腐蝕繼續(xù)發(fā)生。

3 建議開(kāi)展的工作

(1)為了便于操作人員實(shí)時(shí)了解裝置腐蝕動(dòng)態(tài)，應(yīng)將腐蝕速度監(jiān)控結(jié)果引入DCS，當(dāng)腐蝕速率超標(biāo)時(shí)進(jìn)行報(bào)警，以便于崗位人員及時(shí)調(diào)整工藝防腐蝕操作，降低設(shè)備的腐蝕。

(2)為了使獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更加具有可靠性，應(yīng)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的離群值進(jìn)行回歸處理，以消除干擾因素對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的影響。

(3)現(xiàn)電感探針結(jié)構(gòu)為法蘭連接型式，安裝不便，建議將其結(jié)構(gòu)改為絲扣連接，使探針的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)和更換更為方便。

4 結(jié)論

經(jīng)過(guò)近一年多的連續(xù)運(yùn)行，腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)達(dá)到了相關(guān)的技術(shù)要求:實(shí)現(xiàn)了電感探針在線自動(dòng)腐蝕監(jiān)測(cè)及檢測(cè)數(shù)據(jù)局域網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸，使被測(cè)設(shè)備的腐蝕趨勢(shì)一目了然，設(shè)備腐蝕檢測(cè)工作變得更加迅速、便捷、直觀，為指導(dǎo)生產(chǎn)、調(diào)整操作以及設(shè)備腐蝕與防護(hù)提供了可靠的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為企業(yè)的設(shè)備長(zhǎng)周期安全運(yùn)轉(zhuǎn)和提高經(jīng)濟(jì)效益奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]孔祥軍，馬玲，李磊，等.煉油行業(yè)設(shè)備腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀[J]. 煉油與化工，2010，21(2):32-35.

[2]鄭麗群.電阻探針實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的誤差分析與處理[J].石油化工腐蝕與防護(hù)，2010，27(2):31-34.