Защита оборудования блока гидроочистки от коррозии и от отложений хлористого аммония

При температуре начала конденсации воды неорганические твердые и жидкие вещества из потока нефтепродукта выделяются или образуют растворы. Эти твердые и жидкие вещества вызывают интенсивную локальную коррозию.

Эти вещества представляют собой соединения хлора и азота: хлористый аммоний (NH₄Cl), сульфид аммония ((NH₄)₂S) и хлористоводородная кислота (HCl). Хлористый аммоний и сульфид аммония образуются в результате парофазной реакции аммония с хлористоводородной кислотой и сероводородом в реакторе гидроочистки:

HCl + NH₃ = NH₄Cl

H₂S + NH₃ = (NH₄)₂S

Хлористоводородная кислота образуется в результате разложения органических хлоридов, при разложении солей Mq и (NH₄)₂S, остающихся в нефти после обессоливания. Сероводород образуется в результате разложения органических сернистых соединений.

Основной причиной коррозии является хлористоводородная кислота. Аммиак может взаимодействовать и с сероводородом. Эти твердые вещества будут оставаться в потоке до момента их осаждения с образованием отложений. Хлористый аммоний легко поглощает пары воды. Образуется липкая паста, содержащая ионы аммония и хлора. Ионы аммония нестабильны и разлагаются. В результате из пасты испаряется газообразный аммиак, образуя в остатке свободную кислоту HCl.

NH₄⁺ = NH₃ + Н⁺

NH₄Cl = NH₄⁺ + Cl^–

Н⁺ + Cl^– = HCl

Кислота взаимодействует на поверхность металла, вызывая его растворение и интенсивную локальную коррозию. В последующем ионы металла реагируют с сероводородом, образуя сульфид металла и регенерированную хлористоводородную кислоту.

Fе + HCl = Fе(Сl)₂

Fе(Сl)₂ = Fе²⁺ + 2Cl^–

Fе²⁺ + H₂S = FеS + 2Н⁺

2Н⁺ + 2Cl^– = 2HCl

Подача защитного раствора для снижения коррозии необходима для регулирования рН среды при образовании начального водного конденсата, который и вызывает коррозию. Такому виду коррозии подвергаются стабилизационные колонны блока гидроочистки и риформинга, теплообменники и холодильники, особенно аппараты воздушного охлаждения с оребренными трубками. В этом оборудовании имеются значительные поверхности, которые находятся в контакте только с парами. в этих парах содержатся высокие концентрации сероводорода, хлористого аммония, сульфида аммония и воды. На поверхностях образуются отложения, вызывающие интенсивную коррозию.

Основным компонентом защитного раствора является аммиак. Существенным недостатком аммиака можно назвать его отрицательное влияние на латунные элементы теплообменного оборудования при значениях рН защитного раствора более 8,0.

Для максимальной эффективности при борьбе с коррозией необходимо отмыть хлориды из технологического потока. Также необходимо присутствие достаточного количества жидкофазной воды, чтобы нейтрализующий агент находился в контакте с защищаемым металлом. Этот способ получил название водной промывки.

При впрыске в правильно выбранную точку и полной отмывке паров жидкостью в сочетании с нейтрализующим и пленкообразующим ингибитором можно достигнуть максимального ограничения коррозии.

При этом ориентиром достаточности аммиака служит уровень рН водной среды после промывки и количество растворенного железа в дренажной воде: рН = 7,0÷8,2 после С‑1, 7,0÷8,0 после Е‑1; Fe²⁺ не более 1 мг/л.

Приём раствора аммиака на установку

Для приготовления защитного раствора используется раствор аммиака с концентрацией 0,3‑1 %, который принимается в ёмкость Е-131 по линии № 309 (ряд 1/3) с реагентного хозяйства из ёмкостей Е-453, Е-454, Е-466. Перед закачкой старший оператор установки ЛГ‑35-8/300Б согласовывает со старшим оператором реагентного хозяйства необходимое количество раствора аммиака. Старший оператор реагентного хозяйства отмеряет это количество по уровню в ёмкости с аммиачной водой и откачивает его насосами в линию № 309. После откачки необходимого количества раствора со стороны реагентного хозяйства настраивается продувка линии № 309 азотом или техническим воздухом, во время которой аммиачный раствор из трубопроводов поступает в ёмкость Е‑131 установки ЛГ-35-8/300Б. При прекращении поступления раствора в Е-131 по согласованию с реагентным участком продувка трубопроводов прекращается.

Перед приёмом проверить положение запорной арматуры на линии № 309 на ряде 3/1 и на линии до входа аммиака в Е-131:

¨ задвижка на линии № 309 в сторону установки АВТ-6 должна быть закрыта;

¨ вся арматура от линии № 309 до ёмкости Е-131 должна быть открыта, дренажный вентиль – закрыт;

¨ вентиль на свече Е-131 должен быть открыт всегда;

¨ после приёма аммиака и продувки линии № 309 по согласованию с реагентным хозяйством и дежурной службой цеха № 14 задвижка на линии № 309 в сторону установки АВТ-6 открывается, арматура от линии № 309 до ёмкости Е-131 закрывается; в зимнее время открыть дренажный вентиль и сдренировать оставшийся раствор для предотвращения замерзания трубопровода.

Контроль за уровнем в Е-131 осуществляется по прибору поз. LIR-6401. Давление в Е-131 контролируется по манометру, установленным на ёмкости. Для предотвращения разгерметизации ёмкости при приёме аммиака с реагентного хозяйства и при продувке необходимо контролировать давление в ёмкости и состояние «свечи» по месту - давление не должно превышать атмосферное.

Приготовление и подача защитного раствора

Для защиты оборудования блока гидроочистки от коррозии применяется защитный раствор, полученный смешением раствора аммиака из Е‑131 и конденсата пара из Е‑130.

Конденсат пара поступает в ёмкость Е‑130 из холодильника Х-102 постоянно, небольшим расходом для поддержания определенного уровня, или периодически, при снижении уровня до минимального значения 20 %. Уровень конденсата в Е-130 контролируется по показаниям прибора LIR-6402. Защитный раствор представляет собой 0,01-0,1 %-й раствор аммиака. Раствор подают в две точки:

¨ перед теплообменником Т-1/1 или T-1/2 в газопродуктовую смесь для защиты оборудования и трубопроводов высокого давления;

¨ в шлемовый трубопровод колонны стабилизации гидрогенизата К-1 для защиты оборудования и трубопроводов обвязки колонны.

Промывка оборудования блока гидроочистки начинается после вывода блока и колонны К-1 на нормальный технологический режим и получения стабильного гидрогенизата с содержанием серы не более 1 ppm.

Концентрация аммиака в защитном растворе после насосов ПН-41, 42, ПН-43, 44 должна быть не более 0,05 % масс. При превышении концентрации необходимо увеличить расход конденсата на приём насосов ПН-41, 42, ПН-43, 44 из Е-130.

Защита оборудования и трубопроводов высокого давления

Аммиачный раствор из ёмкости Е-131 насосами ПН-45, 46 подаётся на приём насосов ПН-41, 42, где смешивается с конденсатом пара из ёмкости Е-130, подаваемого так же на приём ПН-41, 42. Полученный защитный раствор подаётся в трубопровод газопродуктовой смеси перед теплообменниками Т-1/1 или T-1/2 для защиты теплообменников, аппаратов воздушного охлаждения ВХ-1, ВХ-203, холодильника Х-1, сепаратора С-1 и трубопроводов. После отстаивания в сепараторе С-1 образуется две фазы: водная и углеводородная. Сепаратор оборудован перегородкой и отстойником для разделения воды и бензина. Вода через отстойник дренируется в промливневую канализацию I системы. Уровень воды в зоне отстоя регулируется прибором поз. LIRCAS-0368, клапан «ВО» которого расположен на линии сброса воды из С‑1 в канализацию. При снижении уровня воды в зоне отстоя сепаратора С-1 до 15 % происходит автоматическое закрытие клапана-отсекателя UV-0368А, расположенного после клапана регулятора уровня воды в С‑1; рН воды перед сбросом контролируется поточным рН-метром поз. QIRA-0605.

Рабочий расход конденсата для приготовления защитного раствора составляет 1,0-2,4 м³/ч, аммиачной воды ­– до 100 л/ч. Расходы компонентов контролируются ротаметрами поз. FIRC-6301 и FIRC-6303 соответственно, установленными на выкидных трубопроводах ПН-41, 42 и ПН-45,46. Расход аммиака и конденсата регулируется вариаторами, установленными на насосах ПН-41÷48.

Защита оборудования и трубопроводов обвязки колонны К-1

Аммиачный раствор из Е-131 насосами ПН-47, 48 подаётся на приём насосов ПН-43, 44, где смешивается с конденсатом пара из Е-130, подаваемого так же на приём ПН-43, 44. Полученный защитный раствор подаётся в шлемовый трубопровод колонны К-1 для защиты воздушного и водяного холодильников ВХК-1 и ХК-1, рефлюксной ёмкости Е-1, насосов ЦН-7,8, линии орошения колонны К‑1, газовых трубопроводов. После отстаивания в ёмкости Е-1 образуется две фазы: водная и углеводородная. Ёмкость оборудована отстойником для разделения воды и бензина. Вода через отстойник дренируется в промливневую канализацию I системы.

Уровень воды в зоне отстоя Е‑1 регулируется прибором поз. LIRCAS-0361, клапан «ВО» которого расположен на линии сброса воды в канализацию. При снижении уровня воды в Е-1 до 10 % происходит автоматическое закрытие клапана-отсекателя UV-0361А, расположенного после клапана регулятора уровня воды в Е-1, рН воды перед сбросом контролируется поточным рН-метром, поз. QIRA-0606.

Рабочий расход конденсата для приготовления защитного раствора составляет 20-100 л/ч, аммиачной воды – до 10 л/ч. Расходы компонентов контролируются ротаметрами поз. FIRC-6302 и FIRC-6304 соответственно, установленными на выкидных трубопроводах ПН-43, 44 и ПН-47,48.

Регулирование рН воды перед сбросом в промливневую канализацию

Во время промывки оборудования блока гидроочистки рН воды перед сбросом в канализацию из С-1 должен быть в пределах 7,0÷8,2, из Е-1 – в пределах 7,0÷8,0. Данный уровень рН поддерживается изменением расхода аммиачного раствора от насосов ПН-45, 46 и ПН-47, 48. При увеличении рН выше нормы расход аммиачного раствора уменьшают, при уменьшении рН ниже нормы – увеличивают. Регулирование происходит с помощью ротаметров, расположенных на линиях нагнетания насосов ПН-45, 46 и ПН-47, 48, от которых сигнал на изменение расхода поступает через вариаторы непосредственно на насосы.

Допускается промывка оборудования только конденсатом от насосов ПН-41, 42 и ПН-43, 44, если при этом рН дренажной воды из С-1 и Е-1 находится в пределах нормы.

Контроль рН дренажных вод из С-1 и Е-1 производится поточными рН-метрами (поз. QIRA-0605 и QIRA-0606 соответственно), установленными на линиях вывода воды в канализацию. Также контроль за рН осуществляется контрольной лабораторией (1 раз в сутки) и персоналом установки на ионометре (не реже 1 раза в вахту). При существенных отклонениях показаний поточных рН-метров от показаний значений рН контрольной лаборатории и показаний на ионометре производится настройка, ревизия или ремонт приборов силами цеха № 12.

Все расходные показатели конденсата, аммиачного раствора, защитного раствора, рН сточных вод и данные по содержанию компонентов в дренажных водах, операции по переключению оборудования и потоков должны отражаться в режимных листах и вахтовом журнале.

Обогрев оборудования и трубопроводов узла промывки производится отопительной промтеплофикационной водой. Для контроля за состоянием оборудования не реже 1 раза в 2 часа производить осмотр узла промывки, состояние теплоспутников, тупиковых участков, наличие протока через трубопроводы, оборудования КИПиА. Выявленные неисправности немедленно устранять, с отображением объёма произведенного ремонта в «Вахтовом журнале».