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摘要：中石油乌鲁木齐石化分公司60万吨/年连续重整装置2016年1月脱戊烷塔顶空冷器腐蚀泄漏造成装置停工退守，通过原料杂质含量、腐蚀部位垢样结合工艺操作条件等方面的综合分析，明确腐蚀成因，针对腐蚀原因通过完善设施、材料防腐、脱戊烷塔顶C-201结盐点温度监控方面制定防范措施，有效解决了脱戊烷塔顶空冷腐蚀问题。
乌鲁木齐石化公司炼油厂60万吨/年连续重整装置于2001年开始进行设计，催化剂再生部分采用法国IFP公司的专利技术及工艺包，其它部分由北京设计院设计，十一化建、中油七建等单位承建，2013年8月由中油一建承担装置扩能改造，生产能力有原设计40万吨/年提升至60万吨/年。该装置于2002年8月20日建成，2002年9月24日投料试车，生产出合格的高辛烷值汽油。
1 脱戊烷塔工艺操作参数
1.1 工艺流程
重整生成油进入再接触单元进行气液分离后，气相为氢气送入氢气管网，液相进入再接触罐，再接触罐底液体与脱戊烷塔顶回流罐（D-204）顶来的气体混合进入液化气吸收罐（D-205），将气体中的液化气进行吸收。自液化气吸收罐底来的液体，与脱戊烷塔底产物换热器（E-208D/A/C/B）换热后进入脱戊烷塔（C-201）。脱戊烷塔（C-201）顶产物经空冷器（A-202A/B）、水冷器（E-209）冷凝冷却后进入脱戊烷塔顶回流罐（D-204），罐顶气体与再接触罐（D-203）底液体混合进入液化气吸收罐（D-205）。回流罐（D-204）底液体一部分经泵（P-203A/B）送至脱戊烷塔顶作回流，另一部分送至预加氢拔头油汽提塔（C-102），或大芳烃重整装置脱丁烷塔（C-2202）。脱戊烷塔（C-201）底液加热炉（F-205）加热。
1.2 工艺操作
脱戊烷塔C-201塔顶泄漏空冷器A-202工艺参数分别为：操作压力1.2MPa;空冷入口温度115℃;出口温度45表℃。
1.3 工艺流程脱戊烷塔C-201塔顶泄漏空冷器A-202设备参数
脱戊烷塔C-201塔顶泄漏空冷器A-202设备参数分别为：设备规格型号：P9X3-4-129-25S-23.4/RLIIa;管束材质：10#钢;工作介质：轻汽油（戊烷、液态烃）;翅片管规格：φ25*2.5。
2 脱戊烷塔C-201腐蚀原因分析
2.1 脱戊烷塔C-201进料杂质含量分析
重整脱戊烷塔顶系统腐蚀主要是由于HCl-H2O腐蚀和NH4Cl垢下腐蚀造成的。重整脱戊烷塔氯的来源主要有两方面： 一是重整反应原料中的氯;二是催化剂再生补充的氯[1]。由于重整反应原料中氯含量小于0.5μg/g（见表3），因此进入脱戊烷塔的氯的主要来源是重整反应和催化剂再生过程中流失的氯。这些流失的氯在酸性催化剂临氢条件下反应生成HCl，HCl的沸点非常低，伴随着塔中的油气集聚在塔顶系统，在微量H2O 的作用下对设备造成腐蚀。脱戊烷塔系统中存在的微量H2O，其主要来源是由重整反应系统带入。重整装置原料要求控制水含量不大于5μg/g[1]，但目前60万吨/年连续重整原料水含量控制在15mg/kg，原料水含量增加造成重整反应和催化剂再生过程中流失的氯含量水平较高（见表3），然而，在脱戊烷塔进料前没有脱氯设施，因此，在脱戊烷塔C-201顶腐蚀物HCl与H2O的浓度均较高，HCl-H2O腐蚀程度大;
2.2 泄漏空冷A-202管束内腐蚀物分析
2.2.1空冷A-202管束内腐蚀物垢样分析
空冷A-202管束内腐蚀物垢样分析中O元素占比35.42%，CL元素占比43.3%，Fe元素占比21.28%。
结合脱戊烷塔顶泄漏空冷A-202垢样分析，腐蚀物中以氯、铁元素为主，没有发现氮元素，说明垢物结晶体中不含铵盐。推翻氯铵盐腐蚀造成泄漏的固有观点。与此同时，现场实际腐蚀泄漏部位在A-202出口，该部位操作温度在50℃，再结合能谱分析确定是氯铁盐（FeCl2/ FeCl3）结晶产生的垢下腐蚀导致空冷管束泄漏，依据如下：
（1）氯铵盐结晶温度在200℃左右，重点腐蚀部位在A-202AB空冷器入口端， 而通过对A-202泄漏部位检查实际在空冷器入口端管束没有管束腐蚀泄漏;
（2）氯铁盐结晶温度在50℃左右，设备打开后结盐最严重的部位在A-202空冷器出口端和后部水冷器壳体和管束外壁，而此处操作温度范围即在45-52℃，也是发生泄漏最严重的部位，与氯铁盐结晶温度点一致;
（3）腐蚀产物能谱分析，腐蚀物中以氯、铁元素为主，没有发现氮元素，说明垢物结晶体中不含铵盐;
3 防范措施
3.1 完善脱氯设施
针对脱戊烷塔顶腐蚀情况，2019年4月在脱戊烷塔C-201进料增加液相脱氯设施D-208A/B，通过脱氯罐增加前后氯含量对比分析中发现，增加脱氯罐前氯含量平均3.0 mg/kg，增加脱氯罐后氯含量平均0.5 mg/kg，氯含量得到有效降低，减缓氯铁盐（FeCl2/ FeCl3）结晶产生的垢下腐蚀。
3.2 空冷材料防腐处理
2019年大检修A-202A/B更换2台新空冷器，管束材质仍沿用10#钢，为有效应对氯离子对于碳钢材质的腐蚀，在新制作的A-202AB空冷器出口端采取管束内壁衬钛，同时，对A-202A/B管束内外壁做热浸锌防腐处理，对水冷器E-209管束内外壁热固化防腐处理，保障装置长周期安全运行。
3.3 脱戊烷塔顶C-201结盐点温度监控
利用工艺模拟软件计算脱戊烷塔頂结盐温度，通过结盐温度监控判断氯盐析出部位，结合定点测厚手段监测结盐点腐蚀速率，有效防止易腐蚀部位腐蚀泄漏。
通过上述措施的优化与完善， 自2019年5月至今，脱戊烷塔C-201顶循管线腐蚀情况良好，A-202A/B运行平稳，红外热呈像检查无偏流现象，通过腐蚀速率计算脱戊烷塔C-201顶循管线腐蚀率均小于0.2mm/a，实际检测为0.03mm/a，能够满足装置长周期运行的要求。
4 结束语
通过60万吨/年连续装置脱戊烷塔C-201顶空冷A-202腐蚀物垢样组成及腐蚀物形貌分析，找出造成脱戊烷塔C-201顶空冷A-202腐蚀泄漏原因主要由于进入重整原料水含量超控制指标，原料水含量增加造成重整反应和催化剂再生过程中流失的氯含量浓度高，同时，在脱戊烷塔进料前没有脱氯设施，导致在脱戊烷塔C-201顶腐蚀物HCl与H2O的浓度均较高，HCl-H2O腐蚀程度大。通过增加脱氯设施、材料防腐、脱戊烷塔顶结盐点温度监控等方面制定措施，有效解决重整装置脱戊烷塔C-201顶空冷A-202腐蚀泄漏问题。
参考文献
[1]中国石油炼化版块 关于下发防腐蚀管理有关规定及防腐蚀检查情况分享等事项的通知（修改） 附件4
作者简介：王新栋，男，汉，1984年9月生，山东日照人，本科，工程师，研究方向：防腐管理
乌石化炼油厂机动科
乌鲁木齐石化公司炼油厂60万吨/年连续重整装置于2001年开始进行设计，催化剂再生部分采用法国IFP公司的专利技术及工艺包，其它部分由北京设计院设计，十一化建、中油七建等单位承建，2013年8月由中油一建承担装置扩能改造，生产能力有原设计40万吨/年提升至60万吨/年。该装置于2002年8月20日建成，2002年9月24日投料试车，生产出合格的高辛烷值汽油。
1 脱戊烷塔工艺操作参数
1.1 工艺流程
重整生成油进入再接触单元进行气液分离后，气相为氢气送入氢气管网，液相进入再接触罐，再接触罐底液体与脱戊烷塔顶回流罐（D-204）顶来的气体混合进入液化气吸收罐（D-205），将气体中的液化气进行吸收。自液化气吸收罐底来的液体，与脱戊烷塔底产物换热器（E-208D/A/C/B）换热后进入脱戊烷塔（C-201）。脱戊烷塔（C-201）顶产物经空冷器（A-202A/B）、水冷器（E-209）冷凝冷却后进入脱戊烷塔顶回流罐（D-204），罐顶气体与再接触罐（D-203）底液体混合进入液化气吸收罐（D-205）。回流罐（D-204）底液体一部分经泵（P-203A/B）送至脱戊烷塔顶作回流，另一部分送至预加氢拔头油汽提塔（C-102），或大芳烃重整装置脱丁烷塔（C-2202）。脱戊烷塔（C-201）底液加热炉（F-205）加热。
1.2 工艺操作
脱戊烷塔C-201塔顶泄漏空冷器A-202工艺参数分别为：操作压力1.2MPa;空冷入口温度115℃;出口温度45表℃。
1.3 工艺流程脱戊烷塔C-201塔顶泄漏空冷器A-202设备参数
脱戊烷塔C-201塔顶泄漏空冷器A-202设备参数分别为：设备规格型号：P9X3-4-129-25S-23.4/RLIIa;管束材质：10#钢;工作介质：轻汽油（戊烷、液态烃）;翅片管规格：φ25*2.5。
2 脱戊烷塔C-201腐蚀原因分析
2.1 脱戊烷塔C-201进料杂质含量分析
重整脱戊烷塔顶系统腐蚀主要是由于HCl-H2O腐蚀和NH4Cl垢下腐蚀造成的。重整脱戊烷塔氯的来源主要有两方面： 一是重整反应原料中的氯;二是催化剂再生补充的氯[1]。由于重整反应原料中氯含量小于0.5μg/g（见表3），因此进入脱戊烷塔的氯的主要来源是重整反应和催化剂再生过程中流失的氯。这些流失的氯在酸性催化剂临氢条件下反应生成HCl，HCl的沸点非常低，伴随着塔中的油气集聚在塔顶系统，在微量H2O 的作用下对设备造成腐蚀。脱戊烷塔系统中存在的微量H2O，其主要来源是由重整反应系统带入。重整装置原料要求控制水含量不大于5μg/g[1]，但目前60万吨/年连续重整原料水含量控制在15mg/kg，原料水含量增加造成重整反应和催化剂再生过程中流失的氯含量水平较高（见表3），然而，在脱戊烷塔进料前没有脱氯设施，因此，在脱戊烷塔C-201顶腐蚀物HCl与H2O的浓度均较高，HCl-H2O腐蚀程度大;
2.2 泄漏空冷A-202管束内腐蚀物分析
2.2.1空冷A-202管束内腐蚀物垢样分析
空冷A-202管束内腐蚀物垢样分析中O元素占比35.42%，CL元素占比43.3%，Fe元素占比21.28%。
结合脱戊烷塔顶泄漏空冷A-202垢样分析，腐蚀物中以氯、铁元素为主，没有发现氮元素，说明垢物结晶体中不含铵盐。推翻氯铵盐腐蚀造成泄漏的固有观点。与此同时，现场实际腐蚀泄漏部位在A-202出口，该部位操作温度在50℃，再结合能谱分析确定是氯铁盐（FeCl2/ FeCl3）结晶产生的垢下腐蚀导致空冷管束泄漏，依据如下：
（1）氯铵盐结晶温度在200℃左右，重点腐蚀部位在A-202AB空冷器入口端， 而通过对A-202泄漏部位检查实际在空冷器入口端管束没有管束腐蚀泄漏;
（2）氯铁盐结晶温度在50℃左右，设备打开后结盐最严重的部位在A-202空冷器出口端和后部水冷器壳体和管束外壁，而此处操作温度范围即在45-52℃，也是发生泄漏最严重的部位，与氯铁盐结晶温度点一致;
（3）腐蚀产物能谱分析，腐蚀物中以氯、铁元素为主，没有发现氮元素，说明垢物结晶体中不含铵盐;
3 防范措施
3.1 完善脱氯设施
针对脱戊烷塔顶腐蚀情况，2019年4月在脱戊烷塔C-201进料增加液相脱氯设施D-208A/B，通过脱氯罐增加前后氯含量对比分析中发现，增加脱氯罐前氯含量平均3.0 mg/kg，增加脱氯罐后氯含量平均0.5 mg/kg，氯含量得到有效降低，减缓氯铁盐（FeCl2/ FeCl3）结晶产生的垢下腐蚀。
3.2 空冷材料防腐处理
2019年大检修A-202A/B更换2台新空冷器，管束材质仍沿用10#钢，为有效应对氯离子对于碳钢材质的腐蚀，在新制作的A-202AB空冷器出口端采取管束内壁衬钛，同时，对A-202A/B管束内外壁做热浸锌防腐处理，对水冷器E-209管束内外壁热固化防腐处理，保障装置长周期安全运行。
3.3 脱戊烷塔顶C-201结盐点温度监控
利用工艺模拟软件计算脱戊烷塔頂结盐温度，通过结盐温度监控判断氯盐析出部位，结合定点测厚手段监测结盐点腐蚀速率，有效防止易腐蚀部位腐蚀泄漏。
通过上述措施的优化与完善， 自2019年5月至今，脱戊烷塔C-201顶循管线腐蚀情况良好，A-202A/B运行平稳，红外热呈像检查无偏流现象，通过腐蚀速率计算脱戊烷塔C-201顶循管线腐蚀率均小于0.2mm/a，实际检测为0.03mm/a，能够满足装置长周期运行的要求。
4 结束语
通过60万吨/年连续装置脱戊烷塔C-201顶空冷A-202腐蚀物垢样组成及腐蚀物形貌分析，找出造成脱戊烷塔C-201顶空冷A-202腐蚀泄漏原因主要由于进入重整原料水含量超控制指标，原料水含量增加造成重整反应和催化剂再生过程中流失的氯含量浓度高，同时，在脱戊烷塔进料前没有脱氯设施，导致在脱戊烷塔C-201顶腐蚀物HCl与H2O的浓度均较高，HCl-H2O腐蚀程度大。通过增加脱氯设施、材料防腐、脱戊烷塔顶结盐点温度监控等方面制定措施，有效解决重整装置脱戊烷塔C-201顶空冷A-202腐蚀泄漏问题。
参考文献
[1]中国石油炼化版块 关于下发防腐蚀管理有关规定及防腐蚀检查情况分享等事项的通知（修改） 附件4
作者简介：王新栋，男，汉，1984年9月生，山东日照人，本科，工程师，研究方向：防腐管理
乌石化炼油厂机动科