在线腐蚀监测系统在蜡油加氢装置的应用

苗小帅，吕海宁，李　明，翟志伟

(中国石油化工股份有限公司洛阳分公司，河南　洛阳　471012)



在线腐蚀监测系统在蜡油加氢装置的应用

苗小帅，吕海宁，李明，翟志伟

(中国石油化工股份有限公司洛阳分公司，河南洛阳471012)

蜡油加氢装置的设备腐蚀主要存在于高温硫化氢腐蚀和低温硫化氢腐蚀。洛阳石化为了监控装置关键部位腐蚀状况，增上在线腐蚀监测系统，文中对其机理和功能进行了阐述，并对在线腐蚀曲线进行了分析。结果表明：在线腐蚀监测系统在蜡油加氢装置工艺防腐中起到指导作用，当原料蜡油硫含量<1.2%时，装置发生腐蚀的主要部位是硫化氢汽提塔顶空冷入口管线和冷高压分离器酸性水管线，当原料蜡油硫含量>1.2%时，硫化氢汽提塔顶空冷出口、低压分离器酸性水管线及富氢气体脱硫塔入口管线腐蚀速率加快。

蜡油加氢装置；腐蚀；在线腐蚀监测系统

2.2 Mt/a蜡油加氢处理装置是十一五期间中石化洛阳分公司油品质量升级改造工程之一，装置以减压蜡油、焦化蜡油和脱沥青油的混合油为原料，进料硫含量为1.73 wt%,采用FRIPP开发的FFHT蜡油加氢处理工艺技术，主要生产硫含量低于1700 μg/g的精制蜡油，为催化裂化提供优质的原料。

加氢装置是炼油装置的重要脱硫装置，原料硫含量比较高，同时也是设备腐蚀最为严重的部位，加强对关键部位的防腐保护是装置长、满、优运行的重要保证。装置中设备和管材遇到的主要腐蚀形式有高温氢腐蚀、氢脆、高温硫化氢腐蚀、

低(湿)硫化氢腐蚀和连多硫酸腐蚀等[1-2]。在2011年停工大检修期间分公司给蜡油装置增上腐蚀在线监测系统，并完成5个关键监测点的数据采集和传输系统。本文对蜡油加氢在线腐蚀监测系统的机理、功能及应用情况进行分析。

1　蜡油加氢装置腐蚀在线监测系统的建立

洛阳石化2.2 Mt/a蜡油加氢装置在线监测系统于2011年9月停工大检修期间在反应系统共安装1套高温探针，4套低温探针，其具体安装位置见表1。

表1　腐蚀监测点在加氢装置的分布

在线腐蚀监测系统的构成：电感探针、现场腐蚀数据采送器、数据采集转化模块、上位机及腐蚀管理决策系统软件。在线腐蚀监测系统布线原理图见图1。

图1　在线腐蚀监测系统布线原理图

1.1电感探针

电感探针测量原理是通过探针检测腐蚀减薄所引起的磁通量的变化直接测得腐蚀深度，从而计算出金属腐蚀速率，适用于各种介质，测量灵敏度高，可以测量腐蚀速率的短期变化。电感探针除了有片状结构形式，还有管状结构形式，适用于不同管径，小于100 mm的小管径管线适宜采用片状探针。电感探针的温度补偿效果比电阻探针好，由于激励信号是高频信号，抗干扰性好[3-4]。

腐蚀探针根据安装方式有拆卸式和固定式两种。本系统主要采用可带压拆卸式探针，其现场安装结构如图2所示。

图2　可带压拆装式腐蚀探针安装示意图

1.2现场数据采送器

采送器的功能是产生交流电信号激励探针测量线圈，将感应到的变化量转化为可处理可传送的数字信号，并通过RS485现场总线传送到数据采集转换模块，再传输到上位机。

1.3数据采集转换模块

数据采集转换模块是腐蚀监测数据转换器，通过数据采集转换模块中的RS485转换接口实现采送器与上位机之间的现场数据通讯，同时该模块中的电源转换器还为采送器供电。数据采集转换模块最多同时支持32路采送器的接入。

1.4在线监腐蚀测上位机

上位机可采用可靠性较高的工控机，也可以采用普通的PC机代替，一般每一台生产装置配置一台上位机，以提高腐蚀在线监测的可靠性。上位机安装一个或多个数据采集转换模块实现数据采集。同时，上位机安装有现场监控软件以实现：(1)各点监测的组态；(2)监测数据的存储；(3)监测数据的展示。通过多点实时在线监测，获得生产过程中各流程腐蚀状况，数据汇总到生产车间，根据反馈数据调整生产工艺。

2　蜡油加氢装置在线腐蚀监测系统的应用

2.1在线腐蚀监测曲线与原料蜡油硫含量变化关系

图3是2013年10月至2014年5月蜡油加氢装置监测点在线腐蚀监测曲线，图4是蜡油加氢原料油硫含量变化曲线。

图3　在线腐蚀监测曲线

图4　原料油硫含量变化曲线

由图3可知，自2013年10月至2014年5月的5个实时监测点管道腐蚀损耗均呈缓慢上升趋势；由图4可以知，自2013年10月至2014年5月，装置加工蜡油硫含量呈递增趋势，在2014年5月份硫含量高达1.5%。通常，引起管道腐蚀加剧与原料油硫含量以及注水量、缓蚀剂用量有直接关系，但是这段时间运行期间内，注水量和缓蚀剂量未发生较大改变，因此可以分析，引起管道腐蚀加剧的主要原因是原料油硫含量的增加。

由图3分析，T5101塔顶空冷入口管道和V5104酸性水管道在线腐蚀曲线明显比较陡峭，腐蚀损耗比较大，这与管线中的介质有直接的关系，T5101塔顶空冷入口管道中介质为245 ℃左右的油气，且其中含量硫化氢和水，发生高温硫化氢腐蚀；V5104酸性水管道中介质为50 ℃的HCl、H2S、NH3、H2O溶液，当H2S、HCl共存时,腐蚀更加严重[5]。这是因为硫化氢与铁反应中生成的硫化亚铁能继续和氯化氢起反应：FeS+2HCl=FeCl2+H2S。氯化亚铁能溶于水中，使腐蚀越来越深。装置原料中含有少许Cl-，而且重整氢中也含有Cl-，另外系统蒸汽中也含Cl-，所以装置也存在这种腐蚀[6]。

2.2探测点管道腐蚀速率与原料蜡油硫含量的关系

通过系统软件对探测点管道实时在线腐蚀监测曲线进行微分，绘制管道腐蚀速率曲线，图5是自2013年10月至2014年5月管道腐蚀速率曲线。

图5　管道腐蚀速率曲线

由图5可以看出，自2014年2月以来，5个探测点管道腐蚀速率明显呈现增大趋势，这与图4原料蜡油硫含量变化趋势一致。2月份蜡油平均硫含量为1.2%，5月份蜡油平均硫含量为1.5%，增长0.3%，图5可以看出，T5101塔顶空冷入口管道腐蚀速率由0.12 mm/a增长到0.33 mm/a，T5101塔顶空冷出口管道腐蚀速率由0.05 mm/a增长到3.21 mm/a，V5104酸性水管道腐蚀速率由0.16 mm/a增长到5.75 mm/a，V5105酸性水管道腐蚀速率由0.04 mm/a增长到4.21 mm/a，T5105入

口管道腐蚀速率由0.09 mm/a增长到16.56 mm/a，分析得知，在原料蜡油硫含量<1.2%时，T5101塔顶空冷入口管道发生高温硫化氢腐蚀加剧，而其余四个探针低温硫化氢腐蚀速率比较小，腐蚀比较平缓；当原料蜡油硫含量>1.2%时，四个低温探针发生低温硫化氢腐蚀腐蚀速率比较快，腐蚀加剧。

3　结　论

通过对蜡油加氢装置在线腐蚀监测系统监测曲线和实时原料蜡油硫含量分析可知，两者变化规律是吻合的。

(1)引起管道腐蚀加剧的原因主要是原料蜡油硫含量的增加；

(2)在原料蜡油硫含量变化不大时，加氢装置发生腐蚀的主要部位是硫化氢汽提塔顶空冷入口管线和冷高压分离器酸性水管线；

(3)当原料蜡油硫含量>1.2%时，硫化氢汽提塔顶空冷出口、低压分离器酸性水管线及富氢气体脱硫塔入口管线腐蚀速率加快。

[1]李大东.加氢处理工艺与工程[M].中国石化出版社,2004:857-858.

[2]韩鹏.在线腐蚀监测系统在催化裂化装置的应用[J].石化技术,2012,19(2):50.

[3]易铁虎.在线腐蚀监测技术在炼油装置中的应用[J].石油化工腐蚀与防护,2012,29(5):44.

[4]杨晓惠.在线腐蚀监测技术在石化行业中的应用[J].石油化工腐蚀与防护,2011,28(3):40.

[5]扈兴茹.加氢装置设备的硫化氢腐蚀及防护[J].广州化工,2012,40(4):82.

[6]张建宇.润滑油加氢装置设备腐蚀分析与防护措施[J].石油化工设备技术，2001，22(5):52.

Application of On-line Corrosion Monitoring System in Wax Oil Hydrogenation Unit

MIAOXiao-shuai,LVHai-ning,LIMing,ZHAIZhi-wei

(Luoyang Petrochemical, Henan Luoyang 471012, China)

Equipment corrosion of wax oil hydrogenation unit mainly exists in the high temperature hydrogen sulfide corrosion and hydrogen sulfide corrosion at low temperature.In order to monitor the corrosion status of key parts, Luoyang Petrochemical increased the on-line corrosion monitoring system. Its mechanism and function were introduced, and the curve of corrosion on the online was analyzed.The results showed that the on-line corrosion monitoring system played a guiding role in wax oil hydrogenation process corrosion protection, when raw material wax sulfur content < 1.2%, the main part was hydrogen sulfide corrosion to occur in the unit stripping tower cold air inlet pipe and cold high pressure separator acidic water pipeline, when the raw material of gudao sulfur content >1.2%, the hydrogen sulfide stripping tower air cooling export, low pressure separator acidic water pipeline and a hydrogen rich gas desulfurization tower entrance pipeline corrosion rate were accelerated.

wax oil hydrogenation unit; corrosion;on-line corrosion monitoring system

苗小帅(1987-)，男，硕士，工程师，从事蜡油加氢工艺技术工作。

TE624

B

1001-9677(2016)03-0129-03