腐蚀在线监测系统在常减压蒸馏装置的应用

张 浩，潘从锦

(中国石油天然气股份有限公司克拉玛依石化分公司，新疆 克拉玛依 834003)

随着加工原油硫含量的不断增加，劣质化日趋突出，装置设备的腐蚀越来越严重，由腐蚀引发的设备问题和安全隐患也逐渐增多。如何对腐蚀进行监测、及时掌握设备的腐蚀状况，指导工艺防腐措施的落实，对腐蚀进行有效的控制和防护成为目前设备管理的一个重要课题。因此，在2012年6月大修停工检修期间，某石化公司在Ⅰ套/Ⅱ套常减压蒸馏装置，安装了格鲁森公司的GR6000腐蚀在线监测系统，用以实时监测设备腐蚀速率，指导优化工艺防腐措施。

1 常减压蒸馏装置腐蚀特征

常减压蒸馏装置在不同的温度和压力条件下，利用组分分馏点的不同将原油分馏成汽油、煤油、柴油、蜡油和渣油等。装置设备腐蚀受原油性质影响较大，原油中腐蚀性的硫组分和环烷酸在不同的温度条件下对设备的不同部位产生各种腐蚀。

在常减压蒸馏装置中主要有以下3种腐蚀形态:(1)低温H2S-HCl-H2O腐蚀;(2)高温H2S+S+RSH(硫醇)腐蚀及高温H2S+RCOOH(环烷酸)腐蚀;(3)烟气露点腐蚀。3种腐蚀环境下腐蚀的设备和腐蚀形式见表1[1]。

表1 常减压蒸馏装置腐蚀环境及发生部位Table1 Atmospheric and vacuum distillation unit corrosion environment and location

2 腐蚀监测原理及特点

2.1 精密电阻探针

精密电阻探针采用目前先进的电阻测量技术，用于监测腐蚀介质对管道的腐蚀速率，测量精度高，数据实时准确。精密电阻监测方法是建立在均匀腐蚀的基础上，通过测量金属探针在腐蚀前后的减薄量而引发的探针电阻值的变化来测量腐蚀速率。它反应的是一段时间内的腐蚀积累情况。精密电阻探针能够测定液相或气相的腐蚀，可应用于电解质腐蚀体系和非电解质腐蚀体系，并且将腐蚀量变成电子信号输出，实现了实时在线监测，是目前使用比较广泛的在线腐蚀监测方法[2]。

2.2 pH值探针

介质pH值的在线监控对稳定工艺过程、降低原料消耗、减少设备腐蚀等起着重要作用。pH电极包括参比电极和测量电极，参比电极有固定的电位。测量电极的电位随H+的浓度变化而变化，这两个电极形成一个原电池，测量两电极的电压，即可以知道被测溶液中的pH值。

3 在线监测系统组成

GR6000腐蚀在线监测系统见图1。其主要包括以下组成部分:

图1 GR6000系统拓扑图Fig.1 GR6000 system topology

C-Server中心服务器:安装在企业局域网内，负责进行数据的存储与管理，同时为用户提供数据及管理服务。

通讯转换器:负责为现场RS485总线供电，将数字信号转接入企业局域网。

数据采集器:分为精密电阻采集器及pH值采集器，分别负责采集精密电阻探针及pH值探针数据。

探针:分为精密电阻探针及pH值探针。

4 监测点分布

根据某石化公司常减压蒸馏装置的腐蚀特点，腐蚀主要集中在三顶部位，选定了12个监测点，具体的监测点分布见表2。

表2 常减压蒸馏装置腐蚀监测点分布Table2 Distribution of atmospheric and vacuum distillation unit of corrosion monitoring

5 典型腐蚀曲线分析

现场监测点选在常顶空冷进出口处进行对比监测，现将该监测点数据的实时腐蚀速率曲线波动情况进行分析。

5.1 Ⅰ套常减压蒸馏常顶空冷前后腐蚀

2012年7月5日至8月12日，常顶空冷器前进口管线的精密电阻探针腐蚀率为0 mm/a;常顶空冷器后出口管线的精密电阻探针腐蚀率为0.1147 mm/a(见图2)。

图2 Ⅰ套常顶进空冷前后腐蚀数据对比Fig.2 First sets of device the corrosion data comparison before and after the inlet air cooling system

5.2 Ⅱ套常减压蒸馏常顶空冷前后腐蚀

7月6日至8月12日，常顶空冷前进口管线的精密电阻探针腐蚀率为0.1712 mm/a;常顶空冷后出口管线的精密电阻探针腐蚀率为0.2609 mm/a(见图3)。

图3 Ⅱ套常顶空冷前后腐蚀数据对比Fig.3 Second sets of devices the corrosion data comparison before and after the inlet air cooling system

5.3 Ⅰ套常减压蒸馏pH计曲线对比

Ⅰ套常减压蒸馏装置pH计测量值图谱见图4和图5。

5.4 Ⅱ套常减压蒸馏pH计曲线对比

Ⅱ套常减压蒸馏pH计测量值图谱见图6和图7。

图4 Ⅰ套常顶含硫污水pH计测量值Fig.4 First set of devices sulfur-containing wastewater pH measuring value map at the top of the atmospheric tower

图5 Ⅰ套减顶含硫污水pH计测量值Fig.5 First set of device sulfur-containing wastewater pH measuring value map at the top of the vacum tower

图6 Ⅱ套常顶含硫污水pH计测量值Fig.6 Second sets of devices sulfur-containing wastewater pH measuring value map at the top of the atmospheric tower

图7 Ⅱ套减顶含硫污水pH计测量值Fig.7 Second sets of device sulfur-containing wastewater pH measuring value map at the top of the vacuum tower

6 结论

从上述腐蚀在线监测系统的分析图谱中可以清晰地看出:

(1)Ⅰ套常减压和Ⅱ套常减压蒸馏装置的常顶空冷器后出口管线的腐蚀速率比常顶空冷前进口管线的腐蚀速率高，可以分析推断出常顶的露点腐蚀部位集中在常顶空冷后管线处，这一系统部位应该作为重点监控部位;

(2)pH值曲线平稳，无大的波动，Ⅰ套常减压蒸馏pH值控制在5～7，Ⅱ套常减压蒸馏装置pH值控制在6～8，符合控制指标，使装置中和剂消耗量大幅度降低;

(3)GR6000腐蚀在线监测系统运行能够及时、准确地反映监测点的腐蚀情况，可对现场设备、管线的腐蚀趋势和变化进行定性分析，可对常减压蒸馏装置“三顶”系统设备的腐蚀状况进行实时监测，对装置防腐措施优化提供了很好的指导作用，对设备防腐蚀管理具有积极的指导意义。

[1]林世雄.石油炼制工程[M].北京:石油工业出版社，2000:191-278.