張海寧

(中國石油化工股份有限公司天津分公司，天津 300271)

鑒于國際市場原油采購的嚴峻形勢，目前主要采購中東原油。但中東原油主要是含硫和高硫原油。近幾年中國石化外購油加工量越來越多，隨著中東原油的劣質化日趨嚴重，給煉油企業(yè)安全生產造成了嚴重的腐蝕威脅【1】。

某石化常減壓裝置原油加工能力為1 000萬t/a，加工伊重原油期間，出現(xiàn)常壓塔頂(簡稱常頂)空冷器A-101出口腐蝕探針的腐蝕速率急劇升高、常頂含硫污水變黑的情況。通過提高三注的注劑量并不能有效降低腐蝕速率。常頂簡易流程如圖1所示。

圖1 常頂簡易流程

每次摻煉伊重原油，常頂都會發(fā)生腐蝕速率明顯加劇的現(xiàn)象，正常工藝防腐措施難以控制。為了提高某石化常減壓裝置加工伊重及其他劣質原油的能力，通過對比分析化驗數(shù)據(jù)提出了適合該石化公司長期加工伊重原油的腐蝕防護措施。

1 腐蝕加劇具體情況

2018年4月13～17日，常減壓裝置開始加工巴士拉輕(簡稱巴輕)+伊重(2∶1)原油，期間常頂空冷器在線腐蝕監(jiān)測速率由0.1 mm/a上升到1.1 mm/a，4月19～23日再次加工巴輕+伊重(2∶1)原油，腐蝕速率則再次開始上漲。具體情況如圖2所示。

2018年5月16～19日加工巴輕+伊重(2∶1)原油，常頂腐蝕速率明顯上升，常頂腐蝕探針由0.1 mm/a升高到8.1 mm/a，19日停止加工伊重原油，腐蝕速率開始逐漸下降。具體情況如圖3所示。

通過以上腐蝕速率趨勢圖可以看出，每次加工伊重原油，腐蝕速率都會增大，不再加工時腐蝕速率逐漸恢復到正常水平。

2 化驗分析

2.1 原油化驗分析

2018年4月，煉油部常減壓裝置加工伊重原油和巴輕原油，加工比例為1∶2，并摻煉卡斯蒂利亞(簡稱卡斯)原油，各種原油的性質如表1所示。

圖2 4月腐蝕速率

圖3 5月腐蝕速率

表1 原油評價

由表1可知，伊重原油的總氯含量和鹽含量較高，均是巴輕原油的2倍；計算可知，伊重原油有機氯含量為25.27 mg/kg，是巴輕原油的5倍、卡斯原油的20倍；伊重和巴輕原油的鹽含量均較高，如按照摻煉比混合后，鹽含量(NaCl)可達39.8 mg/L。國外煉油企業(yè)對原油中的有機氯含量都有嚴格的限制，一般控制在1～3 μg/g。殼牌管道公司要求不能超過1 μg/g【2】。

通過表2的脫前、脫后原油化驗結果對比不難發(fā)現(xiàn)，脫前原油鹽含量高時，脫后原油鹽含量絕大多數(shù)都是超標的。

表2 脫前、脫后原油分析

2.2 常頂切水化驗分析

在2018年4月21日開始加工第二批伊重原油時，發(fā)現(xiàn)常減壓常頂含硫污水變黑，初步判斷緩蝕劑膜已被消耗掉，造成常壓塔腐蝕加劇，含硫污水變黑。常頂切水靜置前、后的圖片見圖4～圖5。

圖4 常頂切水靜置前

圖5 常頂切水靜置后

為了找出腐蝕原因，針對上述情況，抽取了4～5月部分日期的化驗數(shù)據(jù)進行了分析對比，結果見表3。

對比可見，常頂回流罐D-102切水中，氯離子含量在加工伊重原油期間最高值達到163.07 mg/L，之前腐蝕速率不高時，檢測數(shù)值最高僅為28 mg/L。結合之前分析可以得出氯離子是造成腐蝕最主要的因子、控制常頂介質中氯離子含量就可以很好地控制腐蝕速率【3】的結論。

3 對比其他石化單位伊重原油加工情況

3.1 進電脫鹽罐前對比

3.1.1 某石化公司情況

該公司采購的伊重原油通過1號港口(75萬m3)或2號港口(80萬m3)，采用分儲分輸方式轉輸至中轉油庫(210萬m3，3家共用)，再與其他原油按照既定比例配輸進廠。4月13～17日常減壓裝置開始加工第一批巴士拉輕+伊重(2∶1)原油，4月19～23日加工第二批巴輕+伊重(2∶1)原油。因儲油能力有限，加工伊重原油期間沒有脫水時間，原油邊進邊出，脫后鹽含量明顯上升，且因伊重原油中氯離子含量較高，在煉制伊重原油期間，通過增加緩蝕劑注入量等工藝防腐手段無法控制常頂腐蝕。

表3 4～5月部分日期的常頂切水化驗分析

3.1.2 A石化公司情況

A石化公司進口原油從1號和2號2個碼頭上岸，其中1號碼頭為A石化公司獨立原油30萬噸級碼頭，2號碼頭為A石化公司與其他3家企業(yè)共用30萬噸級碼頭。廠外原油罐區(qū)共計85萬m3，廠內罐區(qū)共計54萬m3。

A石化公司原油脫水基本在廠外85萬m3原油罐區(qū)進行，目前為人工脫水。伊重原油明水含水均較少，沉降時間一般控制6 h以上。

A石化公司原油罐存量較大，約261.5萬m3，能夠保證罐區(qū)沉降脫水時間在24～48 h，可充分將原油中的大量明水脫除, 達到最大限度降低脫前原油水含量的目的。同時還降低了原油鹽含量，在煉制伊重原油期間，脫前鹽含量平均值為24 mg/L。

通過對比可以發(fā)現(xiàn)，A石化公司在罐儲能力、原油沉淀、靜止脫水及精密配輸?shù)确矫嬗芯薮髢?yōu)勢，可以很好地控制原油進電脫鹽罐前的含水及含鹽量，保證脫后原油指標。而這方面正是某石化公司急需解決的問題。

3.2 進電脫鹽罐后到常壓塔前

A、B、C 3個石化公司常減壓裝置在煉制伊重原油時，電脫鹽操作參數(shù)均不做特殊調整，保持正常操作條件即可。具體操作條件對比見表4。

表4 電脫鹽操作條件對比

幾家單位相比較，A石化公司腐蝕情況最輕。A石化公司常減壓裝置電脫鹽注入的破乳劑為2種，即油溶性和水溶性。油溶性破乳劑注入位置在原油泵入口，相對混合均勻，進入電脫鹽罐后更有利于脫鹽；而水溶性破乳劑則可以起到輔助脫鹽的作用，但調研了解到水溶性破乳劑對含鹽污水水質會造成影響，只能少量注入。B石化公司常減壓裝置在原油卸船進罐時加入2～5 mg/L的低溫破乳劑，保證原油在存儲和輸送過程中能夠充分混合，達到破乳目的。某石化公司常減壓裝置是在進電脫鹽罐混合閥前注入，破乳脫鹽效果不好。

4 制定防護措施并進行效果驗證

某石化公司于2018年8月8日開始加工第3批次伊重原油，主油種為巴輕+伊重(3∶1)+卡斯150 t/h原油，裝置加工量為1 075 t/h，比例為21.5%。針對此次加工制定了防護措施并通過實踐驗證了措施的有效性。

4.1 原油管控方面

1) 加強伊重原油的廠外靜置脫水。由于原油儲罐罐容緊張，無法完全滿足罐區(qū)靜置脫水的要求，但至少在2號港口庫存區(qū)沉降48 h以上，然后輸轉到廠外中轉庫并沉降6 h以上，再與巴輕原油1∶3配輸進廠。

2) 利用在線分析數(shù)據(jù)及模擬計算，實現(xiàn)進裝置伊重原油水含量可控。根據(jù)管線長度及油品含水量準確計算，將水含量較高的油頭切至油頭罐，同時根據(jù)在線水分析儀數(shù)據(jù)進行監(jiān)測(見圖6)，隨時切換含水原油的去向，水含量<1%時，將油品切至正常原油儲罐并進裝置進行加工。

4.2 工藝操作管控方面

4.2.1 具體管控情況

1) 為防止原油帶水對電脫鹽操作帶來沖擊， 適當提高破乳劑用量以達到破乳效果， 并將破乳劑出入位置提前到原油泵前，提高破乳效果。此次加工伊重原油，將電脫鹽破乳劑注入量由7 mg/L 提高至13 mg/L，通過觀察實際運行情況發(fā)現(xiàn)，原油乳化帶水情況可控，遂又將破乳劑用量降至11 mg/L。后期還將繼續(xù)觀察，適時調整破乳劑用量。

2) 為減緩常壓塔銨鹽結晶速率及垢下腐蝕，優(yōu)化凈化水水質，將電脫鹽注水和塔頂注水全部改用水質較好的3號污水汽提凈化水。

3) 適當提高塔頂緩蝕劑注入量，以降低塔頂腐蝕。目前裝置將常頂緩釋劑注入量由20 mg/L提高至30 mg/L。

4) 為有效控制塔頂切水pH值，減少塔頂腐蝕，適當增加有機胺注入量。目前裝置塔頂切水pH值控制在≮6.5，有機胺注入量由9 mg/L提高至14 mg/L。

圖6 原油在線水分析趨勢

5) 適當提高塔頂注水量以減少塔頂腐蝕。目前裝置常頂注入水總量由17 t/h提高至21 t/h。

4.2.2 防護措施實施效果分析

目前就某石化公司常減壓加工情況來看，電脫鹽脫后鹽含量未出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)、常頂在線腐蝕探針數(shù)據(jù)未出現(xiàn)大幅波動、塔頂切水也未出現(xiàn)變黑的情況，但常頂切水中鐵離子和氯離子化驗分析數(shù)據(jù)上升較為明顯，具體數(shù)據(jù)如下：D-104切水鐵離子由2.7 mg/L升至20.78 mg/L、氯離子由150 mg/L升至195 mg/L；D-102切水鐵離子由1.4 mg/L升至2.3 mg/L、氯離子由24 mg/L升至88 mg/L。

5 結論及預防控制措施

常減壓裝置加工伊重原油引起腐蝕加劇的原因主要有以下幾點：

1) 伊重原油本身是含鹽、含氯量較大的一種原油。加工期間在同等級別工藝防腐和生產工況下，必然容易加劇裝置設備、管線腐蝕。

2) 某石化公司原油罐儲能力不足，在原油進入電脫罐之前未進行良好的沉淀和靜止脫水等操作，對電脫鹽罐操作造成了困難，導致脫后原油鹽含量超標。

3) 破乳劑注入點位于電脫鹽罐混合閥前，加工品質較好的原油時，破乳效果可以滿足要求，一旦加工伊重或者更加劣質的原油，破乳化能力就稍顯不足。

某石化公司如果長期加工伊重或者更加劣質的原油，除已經采取的措施之外還應做到以下幾點：

1) 增上或者承包一些大型原油儲罐。第一可以保證伊重原油在進脫鹽罐前被充分地脫水和沉降，脫出大部分無機鹽，減少脫鹽罐負荷，保證電脫鹽罐能夠很好地脫出剩余的鹽；第二可以實現(xiàn)精密配輸，保證脫前原油各項指標不超標。

2) 破乳劑注入點至少應該改到原油泵前，保證破乳劑可以和原油通過泵的旋轉充分融合，增加破乳效果。條件允許的情況下，還可以在中轉庫增加注入點，增大破乳劑注入點與電脫鹽罐的距離以保證融合時間。

3) 根據(jù)定點測厚結果，對腐蝕減薄嚴重的部位，在下次大修時改用高級別材質內襯。

4) 在線洗鹽對于提高脫鹽效果和防止塔頂腐蝕具有明顯效果，應盡快增上相應的設備系統(tǒng)。

5) 如果電脫鹽脫后鹽、水含量超標，應延長原油在電場中的停留時間，優(yōu)化脫鹽脫后原油換熱網絡，穩(wěn)定脫鹽操作溫度以改善脫鹽效果【4】。

6) 增加注堿設施，控制有機氯水解后介質中氯離子含量，以達到降低塔頂切水中氯離子含量的目的。