加工俄羅斯原油常減壓蒸餾裝置腐蝕調(diào)查

常雪冬 王萬軍(遼陽石化分公司煉油廠，遼寧 遼陽 111003)

遼陽石化分公司煉油廠，650萬噸/年常減壓蒸餾裝置，是全國首套以加工全俄羅斯原油油的裝置。由中國石化工程建設(shè)公司(SEI)設(shè)計(jì)，2005年10月由中國石油第七建設(shè)公司承建，2006年12月建成投產(chǎn)。設(shè)計(jì)型式為燃料—化工型原油一次加工裝置，采用初餾、常壓蒸餾、減壓蒸餾三級蒸餾方案。按評價(jià)報(bào)告中所示，俄羅斯原油是屬于含硫中間基原油，其中小.

常減壓裝置的腐蝕主要有低溫濕硫化氫，氯化氫腐蝕、高溫酸腐蝕、煙氣硫酸露點(diǎn)腐蝕、高溫環(huán)烷酸腐蝕等①。原油中的硫及環(huán)烷酸對設(shè)備的腐蝕貫穿著一次加工、二次加工全過程。

1 常減壓蒸餾裝置設(shè)備腐蝕現(xiàn)狀

1.1 低溫濕H2S，HCl—H2O型的腐蝕

在初餾塔、常壓塔、減壓塔塔頂餾出線及冷卻設(shè)備上主要發(fā)生低溫濕H2S，HCl—H2O型的腐蝕。在原油加工過程中，原油中所含的NaCl、CaCl2、MgCl2在一定的溫度下發(fā)生水解反應(yīng)，生成強(qiáng)烈的腐蝕介質(zhì)HCl。

產(chǎn)生的大量HCl與原油中的硫化物加熱分解生成的H2S，隨著塔頂產(chǎn)生的油氣一起進(jìn)入初頂、常頂、減頂?shù)睦淠鋮s系統(tǒng)中，HCl和H2S在氣相狀態(tài)時(shí)，對金屬設(shè)備產(chǎn)生的腐蝕作用很輕，有水存在，同時(shí)發(fā)生相變時(shí)，金屬設(shè)備發(fā)生如下腐蝕:

由于HCl與H2S兩種腐蝕介質(zhì)共存，相互間構(gòu)成循環(huán)腐蝕，使該系統(tǒng)內(nèi)的金屬腐蝕加速。

1.2 高溫環(huán)烷酸的腐蝕

原油中的環(huán)烷酸對設(shè)備的腐蝕屬于高溫化學(xué)腐蝕。主要發(fā)生在235℃以上的高溫沖刷部位，在工作環(huán)境270℃—280℃以及350℃—400℃兩個(gè)溫度區(qū)間腐蝕程度最為嚴(yán)重。在高溫系統(tǒng)中，環(huán)烷酸除了與鐵發(fā)生反應(yīng)發(fā)生腐蝕以外，還能與腐蝕產(chǎn)物比如硫化亞鐵反應(yīng)，生成可溶于油的環(huán)烷酸鐵。

當(dāng)環(huán)烷酸與腐蝕產(chǎn)物反應(yīng)時(shí)，不但破壞了具有一定保護(hù)作用的硫化亞鐵膜，同時(shí)游離出硫化氫又可以進(jìn)一步加速設(shè)備的腐蝕。因此，金屬表面上，凡是保護(hù)膜破壞的地方就會露出新的金屬表面，使腐蝕繼續(xù)進(jìn)行。而且，減壓系統(tǒng)以及常壓系統(tǒng)超過230℃的部位發(fā)生的腐蝕基本屬于環(huán)烷酸腐蝕。

1.3 高溫硫的腐蝕

發(fā)生高溫硫腐蝕最嚴(yán)重的溫度為200℃—400℃，只有活性硫(如單質(zhì)硫，硫化氫，硫醇等)可直接與金屬反應(yīng)，發(fā)生硫化物腐蝕，其中大多數(shù)有機(jī)硫化物(稱非活性硫)只有在高溫下分解產(chǎn)生硫化氫，才與金屬發(fā)生硫化反應(yīng)②。

常壓重油系統(tǒng)的高溫硫及環(huán)烷酸腐蝕較輕，主要腐蝕發(fā)生在減壓渣油系統(tǒng)，特別是高溫管線的彎頭前后腐蝕較為嚴(yán)重。

2 常減壓蒸餾裝置發(fā)生嚴(yán)重腐蝕部位

2.1 常壓塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)發(fā)生的低溫HCl—H2S—H2O腐蝕(圖1、圖2、圖3)

2.1.1 常頂油氣與原油E1002/1，E1002/2換熱出口彎頭，閥門閥體及閥板密封面的腐蝕，20#鋼材質(zhì)；

圖1 E-1002/1管程出口三

圖2 E-1002/1管程出口彎頭

圖3 常頂回流泵P-1008/2葉輪

通泄漏出石腦油

2.1.2 換熱器E1002/1，E1002/2石腦油出口至A1002/1,2的20#鋼管線焊口處及分支焊口處；

2.1.3 空冷器A1002/1-6部分管束，材質(zhì)09Cr2AlMoRe發(fā)生腐蝕泄露；

2.1.4 常壓塔儀表熱電偶接管，壓力指示接管法蘭口處，材質(zhì)是堆焊0Cr13，發(fā)生腐點(diǎn)腐蝕；

2.1.5 常一中，常二線抽出熱電偶接管法蘭焊口處，0Cr13堆焊。

2.2 減壓塔頂板式空冷器系統(tǒng)的低溫HCl-H2S-H2O的腐蝕

2.2.1 減壓塔頂板式空冷A1008/1-4，A1009/1-2材質(zhì)316L發(fā)生腐蝕泄露；

2.2.2 空冷器A1008/1-4空冷器入口放空線DN25,20#鋼材質(zhì)管線減薄嚴(yán)重，在焊口處拆掉4處；

2.2.3 二級，三級抽真空大氣腿分別在部分彎頭處腐蝕穿孔，材質(zhì)20#鋼；

2.2.4 高溫部位，P1018/1,2減底渣油泵出口閥門的閥桿(圖4)，出口單向閥的閥板；

圖4 P-1018/2出口閥閥桿

2.2.5 減底渣油分別入E1322/1,2和E1312/1,2(渣油與初底油)換熱器的90°彎頭焊口及下直管段分別發(fā)現(xiàn)減薄和穿孔，Cr5M材質(zhì)。

3 常減壓蒸餾裝置低溫及高溫部位設(shè)備腐蝕預(yù)防措施

3.1 目前常減壓蒸汽裝置的防腐措施

目前常減壓蒸餾裝置的防腐蝕主要采用“一脫三注”(脫鹽、注中和劑、注緩蝕劑、注水)工藝防腐，目的利用電脫鹽設(shè)備將原油中的鹽類脫除，減少加工過程中HCl的生成，利用在各塔頂餾出線注中和劑、緩蝕劑、水等降低或防止低溫部的設(shè)備腐蝕。

3.2 根據(jù)腐蝕介質(zhì)的種類和濃度選擇合適的設(shè)備材質(zhì)

各塔頂餾出線材質(zhì)可選擇厚壁的20#碳鋼材質(zhì)，換熱器的殼體可選擇16MnR和管束可選擇TAI(鈦)，常頂空冷器管束由原來的09Cr2AlMoRe改成2205雙相鋼材，主要是為了避開高濃度的HCl和H2S的交替腐蝕和氯離子腐蝕。減頂板式空冷器將原材質(zhì)316L的A1008/1-4和A1009/1,2全部改成2205雙相鋼材質(zhì)，減頂大氣腿材質(zhì)選擇20#鋼厚壁，將介質(zhì)下降的角度進(jìn)行調(diào)整，將90°的彎頭改為45°彎頭并且拆除外部冷保溫，防止內(nèi)外管線的腐蝕。

3.3 高溫部位的設(shè)備腐蝕

3.3.1 減壓塔底渣油高溫部位，對機(jī)泵的出入口閥門的閥板，閥桿進(jìn)行材質(zhì)升級，選擇316L。閥出口單向閥的閥砣和掛鉤材質(zhì)選擇316L。

3.3.2 減底渣油泵出口進(jìn)換熱器前的管線必須核算選擇安全流速，避免腐蝕和超速沖刷同時(shí)進(jìn)行。

3.3.3 初頂油汽，常頂油汽，減頂油汽在進(jìn)入換熱器冷卻器前進(jìn)料方式必須均勻防止偏流出現(xiàn)，加快設(shè)備的腐蝕。

4 結(jié)語

部分分析報(bào)告顯示，俄羅斯原油性質(zhì)已發(fā)生了改變。硫含量大于或接近0.5%，而大于530℃的組分明顯增多，原來大于530℃組分只有13%。近年來已經(jīng)達(dá)到20%，隨著原油質(zhì)量劣質(zhì)化給俄油加工裝置帶來了新的問題，我們還要盡快探索發(fā)生問題的原因，找出解決問題的有效辦法。

[1]《防腐蝕工程》，中國石化出版社，秦國治、袁士宵主編.

[2]《含硫含酸原油加工技術(shù)》，中國石化出版社.