常減壓裝置主要腐蝕機(jī)理分析與防護(hù)措施

摘 要：常減壓裝置是煉油廠的第一道加工裝置，其能為下游的裝置提供加工原料。常減壓裝置的腐蝕首先就會(huì)對(duì)裝置的安全生產(chǎn)造成影響，增加安全隱患，也就進(jìn)一步阻礙了我國(guó)煉油企業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：常減壓裝置；腐蝕機(jī)理；防護(hù)措施；

中圖分類號(hào)：TE65 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-04-00225-02

引言

本文就針對(duì)常減壓裝置中常見(jiàn)的腐蝕類型和機(jī)理進(jìn)行分析和研究，并綜合考慮各個(gè)方面的影響因素，力求找出最優(yōu)的防腐措施，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，推動(dòng)我國(guó)煉油廠的快速發(fā)展。

一、常減壓裝置的主要腐蝕類型以及機(jī)理的分析

對(duì)于煉油廠的常減壓裝置而言，造成其發(fā)生腐蝕的根本原因是原油中含有多種成分的雜質(zhì)，而這些雜質(zhì)一般都具有較強(qiáng)的腐蝕性，例如硫化物、氮化物、無(wú)機(jī)鹽氧氣、二氧化碳以及有機(jī)酸等雜質(zhì)，雖然在原油中這些雜質(zhì)的量并不多，但是其在煉油過(guò)程中對(duì)裝置的危害性很大，因?yàn)槠洳粌H本身具有很強(qiáng)的腐蝕性，而且在一定條件下還能轉(zhuǎn)變?yōu)楦g介質(zhì)。以下就分析常減壓裝置中常見(jiàn)的幾種腐蝕類型。

（一）低溫H2S-HC1-H2O露點(diǎn)腐蝕。一般情況下，能夠發(fā)生低溫H2S-HC1-H2O露點(diǎn)腐蝕情況的部位主要集中在常減壓裝置的初餾塔、蒸餾塔的上部、三頂水冷器以及塔頂管線等幾個(gè)部位，此種腐蝕類型主要是由原油中含鹽引起的，而且不管原油的種類如何，只要其中含有鹽都會(huì)對(duì)裝置造成嚴(yán)重的腐蝕。在原油中含有的鹽主要有氯化鈉（NaCl）、氯化鈣（CaCl2）、氯化鎂（MgCl2），但是在原油蒸餾加工過(guò)程中，這些無(wú)機(jī)鹽會(huì)受熱發(fā)生分解或者是水解，從而生成腐蝕性的有機(jī)酸以及HCI等腐蝕介質(zhì)。具體反應(yīng)過(guò)程如下：MgCl2 + H2O Mg（OH）2+ 2HCl↑、CaCl2+ H2O Ca（OH）2+ 2HCl↑。

在上述反應(yīng)過(guò)程中，會(huì)有大量的HCL氣體以及有機(jī)酸產(chǎn)生，此外原油里面還會(huì)有硫化物的產(chǎn)生，而硫化物也會(huì)受熱分解產(chǎn)生H2S氣體，因此它們就會(huì)隨著油氣一起進(jìn)入到常減壓裝置的蒸餾塔頂部和冷凝冷卻系統(tǒng)內(nèi)部。當(dāng)HCL、H2S這兩種物質(zhì)都在氣化狀態(tài)時(shí)，是不會(huì)對(duì)裝置造成太大的腐蝕，但是一旦當(dāng)蒸餾塔頂部和冷凝冷卻系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)了水滴時(shí)，HCL就會(huì)立即溶解在水中，從而形成具有腐蝕性的鹽酸，而此時(shí)由于冷凝冷卻系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的水較少，因而這種稀鹽酸的濃度非常低，只有1%至2%左右，但是這種濃度的鹽酸腐蝕性極強(qiáng)，構(gòu)成了一個(gè)偏酸性的稀鹽酸腐蝕環(huán)境。此時(shí)再加上H2S的影響，HCL和H2S二者相互促進(jìn)就會(huì)構(gòu)成一個(gè)腐蝕循環(huán)，從而導(dǎo)致常減壓裝置設(shè)備中的初餾塔、蒸餾塔頂、三頂水冷器等部位容易出現(xiàn)腐蝕的情況。

（二）高溫S-H2S-RCOOH腐蝕。1、高溫硫腐蝕。高溫硫腐蝕主要當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到240℃以上才會(huì)發(fā)生的腐蝕類型，因此其這種腐蝕常發(fā)生的部位是減壓裝置的塔底部、爐管以及轉(zhuǎn)油線等高溫之處。具體腐蝕過(guò)程是：在高溫下，首先是原油中含有的部分有機(jī)硫化物會(huì)轉(zhuǎn)化為硫化氫和單質(zhì)硫，二者會(huì)在高溫下直接與設(shè)備的金屬表面發(fā)生腐蝕反應(yīng)：H2S + Fe →FeS + H2 。此外硫化氫在高溫下也會(huì)直接分解成單質(zhì)硫和氫氣，而單質(zhì)硫與金屬表面會(huì)發(fā)生更強(qiáng)的腐蝕反應(yīng)：S + Fe →FeS。開(kāi)始時(shí)高溫硫的腐蝕速度很快，但是隨著在裝置內(nèi)壁上出現(xiàn)了硫化亞鐵，其相當(dāng)于一層防護(hù)膜，將腐蝕物與裝置隔開(kāi)，從而會(huì)減慢腐蝕速度。但是環(huán)烷酸的存在又會(huì)碰壞這層保護(hù)膜，發(fā)生2RCOOH+FeS→Fe（COOH）2+H2S的反應(yīng)過(guò)程。2、高溫環(huán)烷酸腐蝕。在原油中，環(huán)烷酸的含量占了酸性物質(zhì)的絕大部分。環(huán)境溫度對(duì)于環(huán)烷酸的腐蝕性影響非常大，在低溫時(shí)環(huán)烷酸的腐蝕性不大，但是一旦溫度達(dá)到220℃以上，其腐蝕性就會(huì)大大增加。環(huán)烷酸與金屬表面或FeS表面膜會(huì)直接發(fā)生反應(yīng)生成烷酸鐵，如2RCOOH+ Fe= Fe （RCOOH）2+ H2其中產(chǎn)物烷酸鐵是一種油溶性腐蝕物，在工藝物流中該物質(zhì)會(huì)立刻溶解在油中，隨著油一起流走，也不容易在金屬表面形成一層保護(hù)膜。這樣金屬表面不斷被暴露，環(huán)烷酸就會(huì)不斷的與其發(fā)生反應(yīng)，就連硫化亞鐵膜也是不易形成，金屬表面就會(huì)遭到嚴(yán)重的腐蝕。

二、常減壓裝置腐蝕防護(hù)措施

（一）研究原料及產(chǎn)品的防腐性能，加強(qiáng)工藝防腐。加強(qiáng)工藝防腐主要是針對(duì)低溫下的防腐采取的一些有效措施，但是針對(duì)不同的腐蝕情況要結(jié)合實(shí)際條件從而確定合理的防腐方案。例如針對(duì)低溫下的H2S-HC1-H2O露點(diǎn)腐蝕時(shí)，關(guān)鍵是加強(qiáng)原油加工過(guò)程中的一脫三注工作，一定要嚴(yán)格控制常減壓裝置頂部的酸堿度。針對(duì)高溫下的環(huán)烷酸腐蝕，可以在低溫下通過(guò)注入堿性物質(zhì)、注入緩沖劑、混煉以及原油的脫水脫酸等方法來(lái)降低環(huán)烷酸的酸性，從而減輕腐蝕的程度。其中再加入緩沖劑的時(shí)候要采用多點(diǎn)注入式的方法，而且注入的部位最好是集中在腐蝕嚴(yán)重的部位，例如測(cè)線回流管。

（二）針對(duì)原油生產(chǎn)特點(diǎn)，做好設(shè)備選材工作。在常減壓裝置的防腐措施中，為了做好設(shè)備的選材工作，同時(shí)又要顧忌到原油生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，因此我們要堅(jiān)持可靠性和經(jīng)濟(jì)相適應(yīng)的原則，要綜合考慮材料的性能。具體說(shuō)來(lái)就是針對(duì)高溫重油部位，我們選用以材料提升為主，工藝升級(jí)為輔。例如高溫環(huán)烷酸腐蝕情況，由于抗環(huán)烷酸腐蝕材料比抗硫腐蝕材料的要求還要高，所以在以加工環(huán)烷酸原油來(lái)作為設(shè)備選材的依據(jù)；針對(duì)輕油低溫部位，例如低溫下的H2S-HC1-H2O露點(diǎn)腐蝕，就相反，工藝提升為主，而材料為輔。

（三）安裝腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要組成包括；監(jiān)測(cè)探針、監(jiān)控機(jī)、采送器以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊等，通過(guò)該系統(tǒng)能夠?qū)Τp壓裝置中的腐蝕狀況實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，從而將設(shè)備發(fā)生腐蝕的可能性降至最低。

四、結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，通過(guò)對(duì)常減壓裝置腐蝕類型和機(jī)理進(jìn)行的分析以及提出的相應(yīng)防腐措施，希望能夠提高煉油廠生產(chǎn)效率和安全系數(shù)，從而促進(jìn)煉油產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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