（中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂，山东淄博 255400）

摘 要：硫化氢汽提塔塔顶管线腐蚀的主要原因是塔顶管线水平管段在塔顶物料转入水平段时出现流速降低，塔顶注入的缓蚀剂主要落在管线的中下部，使得水平管段中上部腐蚀速率快，而氯化氢、氯化铵盐结晶吸潮、保温原因形成的低温则促进了水平管段的腐蚀。通过使用缓蚀剂喷头、注水、良好的保温、操作参数的优化可降低汽提塔顶管线腐蚀速率。

关键词：汽提塔顶；氯化铵；露点；腐蚀

某柴油加氢精制装置，硫化氢汽提塔在2010年首次发现塔顶馏出线腐蚀穿孔，同年检修更换了腐蚀穿孔的塔顶馏出线。2022年，硫化氢汽提塔顶馏出线直管段弯头焊口处再次出现泄漏，腐蚀减薄部位碳纤维加固，管线顶部在2023年出现了管壁塌陷，3月抢修更换了腐蚀减薄管线。

为更好的做好工艺防腐，延长汽提塔塔顶管线的使用寿命，本文通过分析原料、操作、腐蚀现象以及腐蚀物等，判断硫化氢汽提塔塔顶管线腐蚀原因，提出可减缓防腐的措施，为其他装置类似问题提供经验。

1  基本情况

1.1  硫化氢汽提塔

柴油加氢精制硫化氢汽提塔进料管设置在16#层至17层塔盘之间呈对称布置，汽提蒸汽线设置在第1塔盘下部。反应系统来的生成油经蒸汽汽提后，其中的硫化氢和轻组分被汽提出来，塔顶油气经塔顶空冷、后冷器冷却后进回流罐分离，富含硫化氢的干气，送至酸性气脱硫塔，部分轻烃返塔顶作为回流，部分轻烃出装置去下游的稳定塔。

图1 硫化氢汽提塔工艺流程简图

1.2  硫化氢汽提塔相关参数 

表1  C201设计条件及操作参数

1.3 塔顶馏出线腐蚀情况

2010年3月份检修期间，塔顶馏出线全部更换为厚壁管，材质是20#钢，公称直径300mm、壁厚14mm，泄漏前管线累计运行151个月。

2022年09月23日对汽提塔顶至空冷前管线进行了涡流检测，使用泛美MG2-DL高温测厚仪TEM-PFSS-II。重点监测了泄漏部位的弯头和水平管。

图3  腐蚀部位卡具图

表2  腐蚀部位西侧水平管侧厚数据

根据测厚数据发现，汽提塔顶至空冷入口管线所测部位两侧及上部气液相交处存在腐蚀减薄，最薄位置2.5mm。

2 腐蚀原因分析

2.1 加氢原料性质

图4  2020年至2022年原料中氮含量变化趋势图

图5  2020年至2022年加氢原料中总硫变化趋势图

由图4、5可以看出，原料中硫从2020年的0.8%上升到2022年1.13%，氮化物呈缓慢下降趋势。

2.2  装置加工负荷及汽提塔塔顶气相负荷情况

加工负荷与汽提塔塔顶气相负荷变化情况，见图6。

图6 加工负荷、汽提塔塔顶气相负荷变化情况

由图6可以看出，2021年10月以来，装置加工负荷出现持续低负荷运行，进料负荷最低260t/h，C201塔顶气相负荷最低1813m3/h。

2.3  汽提塔操作参数

（1）塔顶压力、塔顶温度

硫化氢汽提塔塔顶压力与塔顶温度变化趋势图如图7、图8所示。

图7  汽提塔塔顶压力变化趋势图

图8  汽提塔塔顶温度变化趋势图

由图7和图8可以看出，硫化氢汽提塔塔顶压力稳定在0.77MPa左右；塔顶温度平均152.6℃，最低141℃，最高172.98℃。

塔顶温度、塔顶压力控制与工艺指标、设计指标对比情况，见表3。

表3 塔顶温度、压力控制与工艺指标对比情况

由表3可以看出，汽提塔操作压力、操作温度均在指标设计值和工艺卡片范围。

（2）缓蚀剂加注情况

汽提塔塔顶加注的缓蚀剂是专用的水溶性加氢缓蚀剂（7019），装置的缓蚀剂注入量控制＜3.5ppm。2021年1月至2022年8月，装置缓蚀剂加注量如表4所示：

表4 缓蚀剂加注量

表5 D201酸性水化验分析结果

由表4、表5可以看出，汽提塔塔顶回流罐酸性水铁离子浓度最高2.95mg/l，最低0.08mg/l，平均1.4mg/l，缓蚀剂的加注可以有效控制酸性水中铁离子浓度在控制指标内；硫氢化氨浓度有超标情况。

2.4  塔顶馏出物腐蚀情况

2010年3月份检修期间更换了塔顶馏出线，检查腐蚀泄漏的管线，发现下述问题：硫化氢汽提塔的馏出线内部结有大量的污垢，垢层厚度约6mm左右，垢下带有明显的坑蚀痕迹。

     图9塔顶馏出线内部结垢情况                                   图10 塔顶馏出线垢下腐蚀的情况

2.5  塔顶介质组成

硫化氢汽提塔顶油气介质主要是轻烃、硫化氢、水蒸气，其组成及流量见表6。

表6   汽提塔塔顶油气组成

2.6  腐蚀垢物分析

（1）汽提塔塔顶出口处垢物，如图11所示。

处理前                                                         处理后

图11  塔顶出口处垢物

汽提塔塔顶出口线垢样组成分析数据见表7。

表7  汽提塔塔顶出口线垢样组成

从图11和表7可以看出，垢物为棕灰色片状物+颗粒，潮湿，少部分溶于水；5%水溶液 pH值为4.8-5.1（精密pH试纸）。垢样的成分有铁的氧化物、氯化亚铁、硫化亚铁、有机物及少量的铵盐。

（2）泄漏部位管线垢物分析如图12所示。

处理前                                                           处理后

图 12 泄漏部位管线垢物

汽提塔塔顶出口线腐蚀部位垢样组成分析数据见表8。

表8  汽提塔塔顶出口线腐蚀部位垢样组成

从图12和表8可以看出，垢物为棕灰黑色片状物，潮湿，少部分溶于水面； 5%水溶液 pH值为4.8-5.1（精密pH试纸）。垢样的成分有硫化亚铁、铁的氧化物、单质硫、有机物及少量的铵盐、氯盐。

（3）空冷入口管线垢物分析如图13所示。

处理前                                                               处理后

图 13 空冷入口管线垢物

汽提塔塔顶空冷入口垢样组成分析数据见表9。

表9  汽提塔塔顶出口线空冷入口垢样组成

从图13和表9可以看出，垢物为棕灰色大块+小块状物，潮湿，少部分溶于水面；5%水溶液 pH值为5.1-5.4（精密pH试纸）。垢样的成分有硫化亚铁、铁的氧化物、有机物、单质硫、硫代硫酸盐及少量的铵盐、氯盐。

2.7  数据分析

（1）从原料性质变化看，原料硫含量略有上升，氮含量略有下降。原料中硫含量、氮含量较高，易在汽提塔顶管线形成氯化铵盐，低温部位形成硫氢化氨盐。

（2）汽提塔塔顶压力是稳定的，塔顶温度在指标范围的下限，在保温层差的部位会出现露点腐蚀。

（3）酸性水分析频率使得分析数据不完全具有代表性或代表性不强。其中，硫氢化氨浓度控制偏高，且间断超标。

（4）腐蚀减薄部位主要集中在管线中上部。

（5）从塔顶出口处、腐蚀部位、空冷入口处垢物分析看，塔顶管线内垢物主要是硫化亚铁、氧化铁、铵盐、氯盐等。

3 腐蚀原因分析

硫化氢汽提塔塔顶管线腐蚀与其他加氢装置类似腐蚀部位有明显的差异^[1-2]，主要集中在水平管段中上部。

（1）通过原料变化、操作参数、缓蚀剂、酸性水、腐蚀垢物等分析可以看出，其腐蚀的主要原因是塔顶管线水平管段在塔顶物料转入水平段时出现流速降低，塔顶注入的缓蚀剂随着气液分离主要落在管线的中下部，而中上部得不到缓蚀剂的保护，使得水平管段中上部腐蚀速率快。

（2）加氢装置过程中出现的氯化氢在塔顶管线腐蚀中起了促进作用，使形成的保护膜遇到氯化氢发生反应，不能起到保护作用。

（3）氯化物的存在与系统内的氨在较高的温度下即可形成氯化铵盐结晶，而氯化铵是无色晶体或白色颗粒状粉末，极易潮解，吸湿76％，当空气中相对湿度大于吸湿点时，氯化铵即产生吸潮现象^［3］，吸潮后的氯化铵盐形成氯化氢-水型腐蚀，加剧了腐蚀速率。

（4）水平管段保温效果不好，遇到夏季雨水降温，使管线中上部、其他裸露部位出现低温露点腐蚀。

（5）工艺流程不完善，系统缓蚀剂注入未使用喷头，亦未采取注水洗盐措施来降低铵盐垢下腐蚀速率。

4 应对措施

（1）缓蚀剂注入增加喷头，使缓蚀剂注入后能均匀分散在塔顶馏出物中，随物料流动均匀分布在管线内壁。

（2）严格控制原料和氢气中氯含量，在汽提塔顶管线出口部位注入除氧水，并保证除氧水量可达到25%液态水，冲洗形成的氯化铵和硫氢化氨盐。

（3）加强管线迎水面、裸露部位保温，防止低温雨水降低管线局部温度形成露点腐蚀。

（4）加强工艺参数控制，测算塔顶露点温度，控制塔顶温度在露点温度15℃以上，最好控制露点温度20℃以上，使操作温度远离露点。

（5）增加酸性水分析频率，至少达到每周一次，在遇到原油变化时，要加密分析频次。

参考文献

[1] 陈崇刚,李立权,于凤昌等.加氢装置脱硫化氢汽提塔系统腐蚀调查-腐蚀问题概况[J],石油化工腐蚀与防护.2016,33(5):5-8.

[2] 渣油加氢装置汽提塔顶空冷器的腐蚀泄漏分析,高楠,邓文,高岩[J],石油化工腐蚀与防护.2019,36(4):58-60.

[3] 张鹏,孟祥东,于长旺, 渣油加氢装置硫化氢汽提塔顶部腐蚀原因分析[J],炼油技术与工程,2022,52(2):38

作者简介：尚猛（1983-），男，2010年毕业于中国石油大学（华东），齐鲁石化炼油厂，副主任（高级工程师），主要从事加氢、制氢、轻烃资源综合利用方面的工作。