常减压分馏低温腐蚀（黄山）

null 炼化常减压分馏系统低温 腐蚀监控系统的开发及应用 大连西太平洋石油化工有限公司 周正泓 王江宾 杨坚 北京化工大学 杨剑峰 炼化常减压分馏系统低温 腐蚀监控系统的开发及应用 大连西太平洋石油化工有限公司 周正泓 王江宾 杨坚 北京化工大学 杨剑峰 一、分馏系统低温腐蚀监控系统一、分馏系统低温腐蚀监控系统 目前在石化企业常规的腐蚀监测一般还停留在事后判断，无论是定期定点超声波测厚，还是各类常规的腐蚀挂片、电阻探针，这些方法通常要在腐蚀发生到一定程度后才会被发现；对常顶凝水铁离子分析也存在因沉积铁无法检测而使分析结果产生偏离；另外传统的腐蚀监测管理是由专家来进行数据分析，分析结论相对滞后，对于像我们加工原油变化频繁的装置无法依据分析数据来及时指导工艺操作调整。null 低温分馏系统腐蚀监控系统：是我们在 传统的腐蚀监测基础上，将工艺参数与 腐蚀监测参数按同一时间坐标轴进行处 理，观察腐蚀速率等参数与工艺条件变 化的随动性，在工艺卡片规定的范围内 进行相应的工艺操作调整，用破坏腐蚀 发生环境的方法来达到对设备有效防护 的腐蚀监控系统。 二、低温分馏系统腐蚀监控系统的研制开发 二、低温分馏系统腐蚀监控系统的研制开发1、传统腐蚀环境监测在生产过程控制中应用的局限性 传统的腐蚀监测只是部分专家用腐蚀监测仪对生产过程中设备的腐蚀损伤程度进行评价，这种方法与腐蚀挂片检测及定期定点超声波测厚一起作为石化行业腐蚀监测的常用模式，在我们的生产中起到了积极作用。这些常规的检测方法大多是在腐蚀损伤发生到一定程度时才被发现，此时腐蚀对设备的损伤已经发生且在运行中不可恢复。 null 有些先进的腐蚀监测设备可及时发现腐蚀过程，但由于无法观测其与工艺条件的随动关系，只是阶段性的统计数据，难以对具体的加工工艺条件进行评价，存在评价信息滞后和不具备瞬时评价的局限性。在我们过去的应用中我们也是只能对腐蚀防护工作做出阶段性评价，由于我们企业加工的油种较多而且经常切换不同的加工，很难用一种腐蚀防护方案来应对所有的腐蚀环境，而且也很难对加注缓蚀剂、中和剂的腐蚀防护效果做出精确评价。2、分馏系统低温腐蚀监控系统的开发研究2、分馏系统低温腐蚀监控系统的开发研究经过反复论证在07年初我们决定与北京化工大学华泰恒达安全科技有限公司共同合作，研究开发常减压分馏低温腐蚀监控系统。 我们在腐蚀监测仪性能，应用范围对比后选择了霍尼韦尔的CET5000M。CET5000M由腐蚀监测探头及数据变送器组成；腐蚀探头应用极化电阻检测法和电化学噪声检测法实时进行数据采集（每7分钟采集一次数据），通过变送器转换成4-20mA电流信号输出至控制室DCS安全栅,并通过调制解调器分解为四路信号：null总体腐蚀率、点蚀系数、B值和腐蚀机理因子；在DCS画面显示的同时，组态画面显示数据可传至专设的上位机对各监测点采集到的数据进行储存。这一改进使采集数据量大大缩减，应用更加直观方便。 （1）分馏系统低温腐蚀监控系统安装位置选择依据（1）分馏系统低温腐蚀监控系统安装位置选择依据 分馏系统低温腐蚀监控系统是依据装置RBI评估报告的结论，对存在高风险的系统设置在线腐蚀监测设备，并由检验机构和相关专家确定检测部位，以便将生产过程中设备的腐蚀环境及时反映出来。（2）被监控系统设备腐蚀控制原理（2）被监控系统设备腐蚀控制原理 炼油装置腐蚀环境形成的原因很复杂，除了工艺介质可构成腐蚀的条件外，工艺条件环境也是非常重要的因素，特别是温度、流速、压力的改变往往会对腐蚀环境产生很大影响。温度的改变不仅影响腐蚀速度，在低温状况下它与操作压力一起关联到凝液的生成条件；流速对腐蚀速率的影响更加明显，过高的流速会剥离钝化膜和缓蚀剂防护膜，使腐蚀加剧。null由于腐蚀环境形成的机理非常复杂，要想分清各种原因所产生的影响程度非常困难，但工艺条件环境对腐蚀速率所产生的影响若及时被发现，并能找出导致腐蚀加剧的主要因素，就为我们的操作调整提供了依据。操作人员可根据不同的腐蚀环境，通过对工艺操作参数的调整，破坏腐蚀发生条件，改善设备的运行环境，从而达到对设备的有效防护。 null依据CET5000M的特点，我们设计了将腐蚀监测数据在控制室DCS显示屏的组态图上显示出历史趋势，同时显示被监测点工艺条件（温度、流量、压力）的历史趋势，并将它们建立在同一时间坐标轴上，这样我们可以观察到腐蚀速率变化与工艺条件变化的对应关系，从而使控制腐蚀的操作调整成为可能。 为了尽量不增加操作人员的工作量，我们依据经验值、RBI推荐值、专家推荐值设定腐蚀速率报警值，在正常情况下可不必关注，当出现腐蚀监控参数报警时，可通过组态画面调出腐蚀监测趋势图进行分析，并对影响腐蚀速率的工艺条件进行操作调整，直到报警消除。（3）腐蚀监测参数含义及控制调整原则（3）腐蚀监测参数含义及控制调整原则腐蚀监测仪可提供四组腐蚀监测参数：腐蚀监测仪可提供四组腐蚀监测参数： PV值： 总体腐蚀率； B值 ：腐蚀常数B值 ； PF值： 点蚀系数； CMI值： 腐蚀机理因子 nullA.PV值： 总体腐蚀率，单位为mm/a,量程0～2.5 mm；该参数直接反映现场被监测设备的腐蚀环境状态，我们要求该参数控制在0.2mm/年以下（国外炼化企业推荐值在0.1 mm/年）；测量值出现个别点上升时不必立即调整操作，我们应观察B值是否有变化，因当探针上的FeS钝化膜有驳落时该值会上升，此时B值也会上升，在这种情况下可暂不调整操作，作进一步观察。测量值上升连续5点超指标，此时B值没有大的变化，应考虑腐蚀环境发生了改变，应进行相应的操作调整。对实测腐蚀速率大于控制推荐值而又是通过工艺操作调整无法改善的系统，相关技术管理人员应研究采取材质升级、加注缓释剂、改善物料流动状态等方法使腐蚀失效风险降低。nullB．B值： 腐蚀常数B值，单位mV，量程5～60；此数据是通过谐波失真测量得到的，它们提供腐蚀过程中阴极和阳极活跃程度的变化。该参数在出厂是设定在26，新安装的腐蚀监测仪的探针，由于其表面没有钝化膜该值显示应在26左右，如系统工艺防腐工作正常（缓蚀剂的注入，FeS钝化膜的形成等），该值会随钝化膜的生成而逐渐降低接近13。该参数还可反映系统的物料状态，上述参数的变化是在液相条件下发生的，当该参数在26～50之间波动时，说明系统物料处于两相流状态，较高的流速可撕破设备内表面的液膜；null当该参数大于50趋向∞时，系统为气相环境，此时腐蚀是非常轻的。如该参数出现小于13的情况，可以判定检测电极间有导通现象，应对电极进行检查维修，经我们近两年的运行发现，许多时候该值小于13，但其它参数指示正常，经咨询有关专家认为此值大于8时，数据是可用的。对于系统的腐蚀状况不能仅看此参数，要准确判定还要结合总体腐蚀率、点蚀系数一起分析； nullC．PF值：点蚀系数，该参数为无量纲参数，量程0～1000X1/1000；是一定性分析参考值，当监测值小于0.01时，被监测系统发生点蚀的风险是非常低的；当监测值大于0. 1时，被监测系统开始发生点蚀，所以我们控制该参数不大于0.1；在实际运行中我们发现要达到这一条件非常困难，通过定点测厚我们还观察到在该参数≯ 0.3时局部腐蚀未发现有严重的现象，经探讨后，我们先将此参数控制指标暂定到≯0.3，观察一段时间。在运行中还会出现总体腐蚀率非常低，＜0.025 mm/年而点蚀系数在0.1～1，此时应考虑是探针出问题造成的信号失真，应对探针进行检查维修。 。nullD.CMI值： 腐蚀机理因子，单位mA，量程-2～2；我们可以通过该参数来判断被测系统的腐蚀环境。当该参数显示为负值时说明系统设备在缓蚀剂膜的有效保护中；当该参数显示在0.0～0.02时，系统在综合性钝化膜的保护中；当该参数显示在0.02～0. 2时，系统设备表面处于自由腐蚀环境；当该参数显示大于0. 2时，系统设备表面处于氧化还原反应条件下的腐蚀环境。运用该参数可分析我们注剂在腐蚀防护中的作用，对注剂的使用情况做出实时评价。null除了工艺条件原因外，导致腐蚀速率上升的原因还有很多，例如原油性质、电脱盐工作状况、缓蚀剂加注正常与否等等，在进行工艺操作调整无效时应先检查电脱盐、缓蚀剂的加注是否正常，经确认腐蚀速率上升是非上述因素造成的后应提请化验室分析原油性质，进一步研究腐蚀加剧原因。（4）腐蚀监控软件显示窗口：各监控点按归属区域分类，查看时可依据树形目录查询。（4）腐蚀监控软件显示窗口：各监控点按归属区域分类，查看时可依据树形目录查询。下图例为现场初馏塔顶管线P2232监控点，2007-11～2008-11一年监控腐蚀及工艺数据 null 我们在应用确认可满足设备腐蚀监控要求后，将数据引入DCS，组建常减压、重油催化分馏低温区腐蚀监控系统。在近一年半的实际应用中，我们及时获得了生产过程中设备的实际腐蚀状况，根据反馈数据调整生产工艺，如调整塔顶注水、注中和剂、注缓蚀剂或注入量，调整配方等工作收到了一定的效果。 null 07年检修后常压塔顶空冷器出口弯头（管线号：P-2267）出现局部腐蚀加剧现象，我们调集常减压分馏低温腐蚀监控记录，结合08年的管道定点测厚记录，进行针对性分析。（4）监控应用案例分析（4）监控应用案例分析2008年10月我们发现常压塔顶空冷器出口弯头出现局部腐蚀加剧现象，我们调集常减压分馏低温腐蚀监控记录，结合08年的管道定点测厚记录，进行针对性分析。 常顶空冷系统出口管线弯头在2007年停工检修后开工时间不长出现局部腐蚀穿孔，随后对相似工况的其他部位弯头进行了测厚检查，发现多数弯头均有不同程度的局部严重腐蚀，对减薄严重的弯头进行了更换。null该部位在常减压1000万吨改造前未出现过类似情况，当时分析可能是空冷初始凝液在弯头处的流动状态有涡流存在，使局部腐蚀部位钝化膜不易形成而造成局部冲蚀，且有些弯头是利旧，有腐蚀累积现象。 针对上述情况我们将该管线列入08年管道定点测厚的重点监测范围，在08年四月的定点测厚中我们发现个别弯头局部减薄较重，腐蚀速率在1～1.4 mm/年。但多数弯头局部腐蚀轻微仅0.1～0.03mm/年，在直管段的测厚未发现腐蚀减薄现象。但在08年10月的定点测厚时发现局部腐蚀加剧，我们随即安排扩检，发现出现15个弯头发生局部严重腐蚀，最高腐蚀速率达6mm/年。在该管线上我们还设有腐蚀监控探针，以下是监控记录：在该管线上我们还设有腐蚀监控探针，以下是监控记录：null以上是07年10月至08年十一月的腐蚀监控记录，从监测数据可以清楚看到该系统总体腐蚀速率很低，最大值为0.01mm/年，反映局部腐蚀发生几率的点蚀系数PF值始终在高位，08年3月以前在0.45～0.5之间波动,08年3月以后, PF值发生明显增大。 在截取的3月15日后至今的监控记录中我们可以看到在9月8日至9月21日；10月23日至10月31日，点蚀系数PF有一大幅回落，此时腐蚀机理因子CMI大幅增高，对应得总体腐蚀速率同步上升，说明此时设备内表面没有保护，处于被腐蚀状态。从图中各参数的趋势图可以看到以下对应关系：温度上升PF值下降，CMI值上升，总体腐蚀速率上升；液相流量下降PF值下降，CMI值上升，总体腐蚀速率上升；操作压力对PF、CMI值影响不大；从趋势图我们还可以看出，操作温度和液相流量的波动对PF、CMI值上升有直接影响。从10月17日～11月17日的趋势图 从10月17日～11月17日的趋势图 null从10月17日～11月17日的趋势图我们可以看到PF值有一从高点回落的区间，时间为10月24日上午10点27分至11月1日上午11点14分。在此期间总体腐蚀及CMI值有所上升，从总体腐蚀速率来看最大值仅为0.004mm/年，对系统不构成腐蚀威胁；此时的温度较高且平稳平均在90℃左右，流量（液相）平均在46吨左右，温度升高管线中的实际混相流速上升和液膜形成后移，减轻空冷出口弯头局部积液的腐蚀风险，而液相流速的下降使总体腐蚀速率上升。在其他的时间段流量和温度波动较大，温度平均值较低。nullnullnull以上分析未考虑加工油中的因素，从趋势图来看，温度与液相流量成反比关系，该系统为局部腐蚀风险高的腐蚀状态。操作调整方向建议： 进行提高温度，应进行尽量保持温度平稳在90℃以上的尝试（或降低操作压力使初凝点后移）； 观察PF值及B值尽可能将低； 系统投入运行后经调试初步达到预期效果，装置管理人员和岗位操作人员正在熟悉应用，在系统的调试过程中我们还遇到了一些新的问题；如：选用的交叉电极探针绝缘距离短，阻值易因硫化铁膜而降低使测量数据失真；三电极探针电极易被系统杂物污染失效等等。总之还有许多要进一步完善的地方。四、结论四、结论将设备腐蚀监控作为一个生产过程控制的要素引入现场生产管理，特别是该控制要素由现场操作人员来识别和完成，是一种全新的腐蚀防念的建立，通过腐蚀监控系统的正常运行，我们可以： 1、随时掌握腐蚀速率变化与工艺条件变化的相互关系，为生产的编制、工艺卡片的修订提供数据支持。 2、在腐蚀加剧的初始就可及时发现调整，对设备做到有效防护。null3、对工艺防腐，缓蚀剂、中和剂的应用效果做出应用评价。 4、对加工油种的腐蚀环境进行跟踪评价。 分馏低温区腐蚀监控系统经现场运行检验基本达到设计预期效果，我们还要在今后的运行中不断地总结完善，提高我们设备的腐蚀防护水平，为降低炼化装置系统的腐蚀风险做出努力。 本文如有不当之处敬请各位专家指正。 null 谢谢！ 2010-9