摘要：在加氢装置分馏部分中，硫化氢汽提塔顶部的腐蚀风险较大，主要由于该部位设置在分馏系统前部，腐蚀性物质比较集中。本文以某渣油加氢装置为例，对汽提塔顶部腐蚀情况进行了介绍，出了具体的腐蚀原因，主要由于氯化铵腐蚀导致设备穿孔，并提出了相应的应对措施。 关键词：渣油加氢装置；硫化氢汽提塔；顶部；腐蚀原因
前言：
硫化氢汽提塔顶部腐蚀经常发生，造成塔顶水冷器泄露、塔壁腐蚀穿孔以及塔顶封头泄露等失效问题。通过对某渣油加氢装置硫化氢汽提塔顶部腐蚀原因调查，分析发生腐蚀的原因，在此基础上，提出有针对性的防腐蚀策略。
1.腐蚀情况
该渣油加氢装置分馏部分除了硫化氢汽提塔之外，还包括两个塔，即分馏塔和柴油汽提塔，
另外还有一个分馏塔进料加热炉。硫化氢汽提塔塔体材质为Q345R+S11306复合板。2021年5月3日汽提塔塔顶发生泄露，并且第五层塔盘相对于的塔壁位置也出现泄露的现象。通过脉冲涡流进行检测，根据检测结果发现不仅存在腐蚀穿孔的一处泄漏点，汽提塔上部塔壁还存在多处局部减薄部位。此外，汽提塔顶管线、空冷后管线及弯头存在腐蚀现象，管线存在冲刷腐蚀的情况。经过调查发现，操作条件与设计范围相符。由于各种因素的影响，不能进入塔器内部进行彻底检查，所以只能对塔外壁进行修复，主要采用贴板处理的方式，要想进行彻底修复，只能等到大检修时进行。
1.腐蚀原因分析
2.1低温腐蚀影响
造成低温腐蚀的因素比较复杂，存在多种介质，如H2O、NH3等。但要想产生这种腐蚀现象，液态水的存在是前提条件。针对该汽提塔顶部而言，造成严重水相腐蚀的真正原因还不确定，需要进一步分析。根据发生泄露当天的数据，操作温度158℃，热低分油和冷低分油的进料温度分别为350℃和255℃，操作压力1.34MPa。汽提塔顶部回流罐V201顶酸性气体组成主要包括甲烷、硫化氢、乙烷、氮气、丙烷、氢气、异丁烷、正戊烷、正丁烷以
及异戊烷。酸性气体的摩尔流量为83.7kmol/h。同样采用当日的装置数据，主要对粗石脑油进行分析，其气体摩尔流量为231.0kmol/h。塔顶酸性水质量流量的气体摩尔流量为211.1kmol/h。当操作压力为1.34MPa时，水分压应为537.99kPa。根据相关规范，在154℃和155℃时，水的饱和蒸气压分别为528.96kPa和542.99kPa。因此，在该操作下压力下，水的露点应为154-155℃。汽提塔第5-6层塔盘进料温度应超过330℃，所以在塔内不能形成连续的液态水相，若存在可能性，也仅仅是在冷回流区域形成液态水点。由于在120℃左右硫氢化铵才会发生分解，而汽提塔第5-6层温度较高，不能造成硫氢化铵的沉积，所以可以判断其第5-6层塔盘间的腐蚀泄露现象与水相湿硫化氢腐蚀没有联系。
2.2氯化铵腐蚀影响
根据装置工艺设计要求，原料氯质量分数不能大于1μg/g。但经过调查发现，装置原料中的氯含量较高，并且汽提塔塔顶酸性水的氯含量也比较高。经过分析调查，发现从2020年9月至2021年4月期间，塔顶酸性水的铁离子质量浓度多次超过控制指标，冷高压分离器酸性水的氯离子浓度也多次超标，铵离子的质量浓度也存在多次超标现象。由此可见，设备运行操作条件要求比较严格，应强化腐蚀监测。氯化铵可以呈白颗粒状粉末，也能够呈
为无晶体，很容易潮解。一旦空气中的湿度大于氯化铵的吸湿点，就会产生吸潮现象。只有温度高于338.7℃，氯化铵才能分解。在加氢反应的过程中，渣油加氢装置原料中的氯化物才会转化为氯化氢，并且通过该反应，氮化物会生成氮，也可能会生成氯化铵，导致设备腐蚀。根据出现泄露当月的装置数据，发现汽提塔塔顶酸性水中氨氮和氯的质量浓度分别为13721mg/L和14.2mg/L，流量为3.9t/h，体积流量为1800m3/h，操作压力和温度分别为1.34MPa和158℃。粗石脑油中氯的质量分数为0.5μg/g，质量流量为20.6t/h。通过计算，发现氯化铵的结晶温度为188.67℃，对多组操作数据进行计算后，发现塔顶氯化铵的结晶温度在160-190℃的范围内，而塔顶第1-6层塔盘的实际操作温度正处于这个温度区间内，能够促进氯化铵的沉积。由于氯化铵含量比较低，并且热低分油温度较高，所以在热低压分离器分离时，氯化氢会进入热低分气中，冷低分油不仅要经过油水分离。通过分析发现，热低分油中仍然含有氯。因此，一旦油水分离不能达到理想的效果，塔顶就很可能出现氯化铵沉积的情况，并且由于其很容易吸潮，就会使得塔壁复合层遭到腐蚀。通过分析调查，发现汽提塔设备存在氯化铵结晶的风险，管线存在氯化氢腐蚀的可能性。
2.3设备自身影响
在装置设计的时候，虽然对原料氯质量分数提出了一定要求，但在实际生产的过程中，氯含量不断提升，这对部分设备材质产生了较大的威胁。在氯腐蚀的恶劣环境下，原设计的一些设备材料防腐性能有限，不能满足当前的防腐要求，特别是汽提塔顶部和塔盘的材质。在设计时，汽提塔顶部操作温度不能超过171℃，但在实际生产的过程中，为了满足生产工艺的需求，操作温度达到158℃，能够促进盐酸露点腐蚀的形成与氯化铵结晶腐蚀的形成。经过检查发现，汽提塔穿孔部位在塔内壁焊接部位，处于第五层塔盘处，其他减薄部位除了在塔内壁焊接部位外，均在塔盘内件处，减薄处均不大。从这些情况来看，在安装焊接塔内构件时，没有有效控制焊接质量，对厚度为3mm的复合层产生了损坏，导致其耐腐蚀性能降低，在严重的腐蚀环境下，导致腐蚀介质渗透到塔体基材，从而对其进行腐蚀影响。
1.采取对策
首先，为了从根本上解决装置的腐蚀问题，应强化原油采购工作，确保其氯含量较低。同时，加强设备的防腐管理，特别是重点设备，应定期进行检查。并加强对先进技术手段的应用，如红外热成像等，及时了解氯含量。其次，优化生产操作，提高汽提塔塔顶操作温
度，降低操作压力。另外，在实际操作工况下，对当前汽提塔的材质重新进行核算，便于下次大检修时整体更换塔顶进料段，并对塔体衬里进行升级改造，优化塔盘材质，确保能够抵抗腐蚀的影响。
渣油加氢结语
综上所述，经过对造成渣油加氢装置硫化氢汽提塔塔顶腐蚀的相关因素进行分析，发现主要影响因素是因为铵盐腐蚀，再加上设备材质等级较低，以及塔顶操作温度较低等因素的影响，有利于腐蚀作用的产生。对此，应加强对原料采购的管理，在源头上降低腐蚀因素的影响，并对塔体和塔盘等材料进行更换或者升级处理，确保能够最大程度上削弱腐蚀作用的影响。
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