连续重整装置预加氢系统腐蚀原因分析与防腐措施研究
[摘 要]在生产过程中会发现连续重整装置预加氢系统中换热器和后冷器存在严重的氯化铵结晶盐堵塞及垢下腐蚀问题。本文针对腐蚀现状进行了调研并探讨了腐蚀成因、机理，指出了腐蚀主要由氯引起，而硫对氯腐蚀又起到了促进作用。因此决定在预加氢反应器后部，增加两台串联或者并联的脱氯器，利用脱氯剂的吸附原理去除引起腐蚀的硫和氯等元素；在预加氢部位加注缓蚀剂，利用缓蚀剂在金属表面的成膜原理，对设备进行防腐蚀；加强监测管理、材质升级和水洗工作，来达到防腐蚀的目的。
[关键词]连续重整装置 预加氢系统 腐蚀原因 防腐措施
中图分类号：TE986 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）41-0018-01
1 前言
某重整装置从含硫污水采样分析数据来看，预加氢反应产物分离罐D-101铁离子含量明显增高。这说明，该部位出现了腐蚀。大修检查中发现，预加氢进料换热器及预加氢产物后冷器管束部位存在较重的结晶盐堵塞（盐堵）及垢下腐蚀现象。因此，对预加氢反应后续部位盐堵和垢下腐蚀加以探究，很有必要。
2 腐蚀成因分析
2.1 原料自身携带的腐蚀杂质
原油开采时加注剂中含有机氯，该有机氯在电脱盐中难以脱除，使得重整进料氯含量也相对增加。从近段时期的连续重整进料分析数据趋势图看出，装置原料中的硫与氯含量，正在逐年升高。也就是说：原料品质变劣，腐蚀杂质含量的增加，是造成腐蚀的一大原因所在，原料腐蚀介质分析看出，原料中氯含量和硫含量尤其原料中氯含量的增加，导致了装置设备腐蚀的加重。
2.2 预加氢反应过程中酸性腐蚀环境
常减压直馏石脑油作为连续重整的原料，在加工过程中，经过预加氢处理，大部分有机氯转化为氯化氢；含氧、硫及氮的化合物又分别转化为水、硫化氢和氨。氯化氢与水、硫化氢可形成酸液，形成HC1-H2S—NH3一H2O的腐蚀环境，因而对设备造成严重的腐蚀。
3 氯腐蚀的主要危害
3.1 造成管线及设备腐蚀
原料油进入预加氢反应器，绝大部分的有机氯转化为无机氯。在重整加氢过程中，连续重整装置氯腐蚀主要体现在预加氢反应系统的进料换热器（以碳钢材质的表现为重）、塔顶挥发线、空冷器、后冷器、回流罐以及燃料气线等部位。
3.2 造成设备和管路堵塞
在预加氢反应条件下，HC1与NH3反应会生成NH4C1，当外界温度低于其结晶温度时（氨盐结晶条件为160～220oC），NH4C1就会析出氯化铵晶体，从而造成设备和管路的堵塞。
4.应采取的防护措施
4.1 控制腐蚀介质的来源
严格控制装置进料指标，摸索原油最佳掺炼比，控制原油进厂脱盐率使其达到合格，从而达到降低连续重整原料油杂质含量的目的，尤其是氯、硫含量。严格工艺条件，跟踪监测重整原料的氯含量，对原料的杂质及时进行分析。建议摸索原油最佳掺炼比，达到控制原料氯含量的目的。
4.2 调节装置注除盐水工艺
注水的目的是为了降低露点区HC1的浓度、减缓露点腐蚀，同时溶解NH4C1结晶物，消除盐堵现象以及NH4C1造成的垢下腐蚀。但注水量必须控制在物流总量的3%～4%。注水过少，不仅起不到降低腐蚀的目的，反而会增加硫化氢的溶解度，加重腐蚀；注水过多，会加重冲刷腐蚀。当不注水冲洗时，由于加氢反应产生的水量少，少量的水与氯结合，会形成高浓度的盐酸，极易造成设备的垢下腐蚀。而垢下腐蚀的腐蚀速度是普通腐蚀的2O倍；间断注水，容易在局部形成高浓度的氯离子，造成更严重的腐蚀，而且很被动，大多是在盐堵已经形成时，才开始定期注水。必要时，可将间断注水改为连续注水，根据原料处理量、原料氯含量的分析结果及E一101的差压调节注水量，避免上述问题的发生。
4.3 加强日常工艺水质分析管理
日常加强对预加氢产物分离罐含硫污水中铁离子及pH值的监测，及时采集水样，以便及时掌握腐蚀倾向。
4.4 增加两台脱氯器
（1）脱氯器的必要性
预加氢反应器出口是氯含量最高的部位，在预加氢反应器出口至预加氢进料换热器前，增加高温脱氯器，进行预加氢反应后的脱氯。利用脱氯剂的吸附原理，吸收酸性腐蚀物。该部位HC1质量浓度和温度高，进行脱氯处理，会有效地解决预加氢反应部位氨盐结晶所造成的垢下腐蚀、盐堵等问题，从安全生产来看，十分有利。
（2）脱氯剂的反应机理
脱氯剂主要成分是碱金属和碱土金属的氧化物和碳酸盐，在一定工艺条件下与HC1发生如下中和反应：
Na2CO3+2HC1→2NaC1+H2O+CO2；CaCO3+2HC1→CaC12十H2O+CO2；Na2O+2HC1→2NaC1+H2O
脱氯剂中的金属氧化物同时也可以与H2S反应生成CaS和Na2S，生成物遇到HC1时可重新生成CaC12和NaC1。
CaO+H2S→CaS+H2O；Na2O+H2S→Na2S+H2O
因此，脱氯剂不仅具有脱氯的功能，还具有脱去H2S的作用。对设备防腐蚀非常有意义。因此，建议增上脱氯器。同时要注重脱氯剂的选型，以免造成重整重化剂中毒。
（3）增加脱氯器的方法
脱氯器的位置设置在预加氢反应器出口至预加氢进料换热器前。与预加氢反应器串联、并联或串并联（方便切换）。
4.5 加强重点部位的腐蚀监测
将腐蚀重点部位增加定点测厚的频次，可以将年腐蚀测厚改为季度测厚或月测厚，以便做到及时跟踪，及时发现问题。加强大修设备检查工作，建立腐蚀档案。
4.6 材质升级
可将预加氢进料换热器及预加氢后冷器做进一步的材质升级，将碳钢升级为不锈钢。
4.7 增加副线
（1）为防止预加氢后冷器发生因腐蚀造成的内漏而影响生产，可对其增加副线；
（2）在预加氢产物空冷器的出入口增加阀门，使3台空冷在发生泄漏时，能够切换；
（3）预预加氢进料换热器管束容易结盐造成氨盐堵塞，此处除了在管程出口处直接用水冲洗外，也可对该换热器增加副线。当其盐堵或发生泄漏时便于切除，单独进行水洗及处理。
4.8 加注缓蚀剂
对预加氢反应后部进行连续水洗，无疑会破坏管线内部已有的FeS保护膜。如果连续水洗效果不佳，可以考虑在降低连续水洗量、保护FeS膜的同时，加注缓蚀剂。缓蚀剂的作用机理就是在金属表面形成一种保护膜，防止腐蚀性物质与金属接触，从而起到保护设备的作用。考虑到缓蚀剂对重整催化剂的影响，建议对缓蚀剂进行筛选，最好加注水溶性缓蚀剂，同时优化缓蚀剂的注入量，以确保投入资金的经济性，并进行工业试验。
5.结语
（1）氯是造成连续重整预加氢原料换热器、产物后冷器盐堵及垢下腐蚀的主要原因，氯的存在会给正常生产带来极大的不利，甚至造成严重的安全事故。而硫对氯腐蚀又起到了促进作用。解决腐蚀问题的关键是脱硫脱氯；
（2）脱氯脱硫最佳办法就是上脱氯器。利用脱氯剂的吸附原理去除引起腐蚀的硫、氯杂质；对脱氯剂的筛选是今后要做的工作；
（3）发挥缓蚀剂的作用。國内许多炼油厂都在预加氢部位加注缓蚀剂。利用缓蚀剂在金属表面成膜原理，对设备进行防腐蚀。优化缓蚀剂的注入，是今后要做的工作；
（4）严格各种工艺操作，加强监测手段的管理以及材质的升级工作，同时做好水洗工作，达到防盐堵、防腐蚀的目的。
参考文献
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