石油領域煉化設備腐蝕與防腐工作研究

袁聲明（青海油田格爾木煉油廠，青海 格爾木 816000）

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石油領域煉化設備腐蝕與防腐工作研究

袁聲明
（青海油田格爾木煉油廠，青海 格爾木 816000）

文章首先針對石油煉化設備腐蝕現(xiàn)狀展開分析，而后進一步對當前主要采用的腐蝕監(jiān)測技術(shù)，以及防腐技術(shù)進行了討論，對于加深石油煉化設備腐蝕現(xiàn)狀以及防腐工作認識有著一定的積極價值。

石油；煉化；防腐

石油作為一種不可再生的資源之一，隨著不斷開采工作的展開，埋藏較深的高硫、高酸、高含鹽、高密度的劣質(zhì)油越來越多。同時為了在第三、四次采油過程中提升產(chǎn)量，加入適當?shù)脑鲇蛣┰谒y免。在這樣的背景之下，石油煉化設備的腐蝕，就成為了加工技術(shù)環(huán)境中相對突出的問題之一。

1 石油煉化設備腐蝕現(xiàn)狀分析

石油煉化設備腐蝕的根本原因，仍然在于原油進廠所帶來的對應的腐蝕性物質(zhì)，其中包括硫、氯、氮、環(huán)烷酸等有機酸等。例如俄羅斯原油平均含硫量甚至可接近2.0%，對于此類高硫、低酸原油來說，煉化設備在低溫、高溫部位的腐蝕較為嚴重，一次加工裝置與后續(xù)加工裝置設備腐蝕問題也不容忽視。而對于委內(nèi)瑞拉原油而言，其酸值達到1.0~2.5 mgKOH/g，硫含量在2.0%水平上下，此類高硫高酸原油，在加工煉化的過程中，通常采用原油混煉等手段，腐蝕通常多發(fā)生于高溫條件下的環(huán)烷酸腐蝕和一、二次加工裝置分餾塔頂環(huán)境中的低溫腐蝕。對此石油煉化而言，高溫環(huán)境下的環(huán)烷酸腐蝕會與硫腐蝕同時發(fā)生，進一步加劇腐蝕問題。

從設備的腐蝕狀況角度展開分析，可發(fā)現(xiàn)以下幾個方面主要特征。首先對于乙烯裂解裝置而言，包括裂解系統(tǒng)、工藝急冷水系統(tǒng)、壓縮機段間冷卻系統(tǒng)、碳五系統(tǒng)等環(huán)節(jié)均存在腐蝕狀況，腐蝕問題主要存在于裂解爐爐管的滲碳腐蝕以及設備本身的低溫系統(tǒng)腐蝕兩個方面。其次，化肥設備領域同樣存在腐蝕問題，主要出現(xiàn)在與合成氨相關的加工領域，包括氣化、變換、凈化等方面，都可能存在不同程度的腐蝕問題。在化肥相關生產(chǎn)領域中，高溫氧化腐蝕、高溫氫損傷、液氨應力腐蝕、碳酸腐蝕以及冷凝液沖刷腐蝕等狀況普遍存在，但是在不同的生產(chǎn)領域會呈現(xiàn)出不同的側(cè)重特征。再次，乙二醇/環(huán)氧乙烷裝置也存在較為嚴重腐蝕狀況。該環(huán)節(jié)的腐蝕主要發(fā)生在多效蒸發(fā)系統(tǒng)中，原本該環(huán)節(jié)系統(tǒng)多為碳鋼材質(zhì)，因此腐蝕尤其嚴重，目前雖然很多企業(yè)都對材質(zhì)問題進行了改進，但是腐蝕問題并未得到根除。最后，順丁橡膠裝置同樣是腐蝕多發(fā)生的環(huán)境，對這一領域而言，溶劑油回收系統(tǒng)的機泵、管線及冷卻器等方面腐蝕相對較為嚴重，鹽水系統(tǒng)也存在輕微腐蝕狀況發(fā)生。

此外，PT A裝置環(huán)境中，由于存在有機酸等腐蝕性物質(zhì)，會導致其配料系統(tǒng)、氯化反映以及結(jié)晶系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)中存在腐蝕問題，殘渣和管線腐蝕同樣不容忽視。對于這一系統(tǒng)腐蝕問題，目前尚無比較有效的解決方案出臺，其連續(xù)運行時間很難超過1年，成為石油煉化領域生產(chǎn)效能降低的重點問題之一。

2 全面關注石油煉化設備防腐工作體系構(gòu)建

鑒于當前石油煉化領域中，設備腐蝕如此嚴重的問題，有必要對其展開正視和總結(jié)，并且構(gòu)建起相對完善的防腐工作體系。而在防腐工作體系中，必然需要包括兩個主要的方面，即腐蝕監(jiān)測與防腐。

對于腐蝕監(jiān)測工作方面，主要價值在于確保相關設備在監(jiān)控體系之下，一方面可以更為合理地實現(xiàn)對于設備的維護，從而達到整個生產(chǎn)供應鏈優(yōu)化，另一方面則在于能夠發(fā)現(xiàn)防腐工作發(fā)揮作用過程中的不足，從而對防腐工作自身展開優(yōu)化，推動防腐體系的完善。

當前的腐蝕監(jiān)測技術(shù)多種多樣，在實際應用環(huán)境中較為常見的包括幾個主要方面。首先在于離子分析技術(shù)，通常表現(xiàn)為對于氯離子的分析以及對于鐵離子的分析兩個主要方面。其中前者主要聚集在塔頂油氣環(huán)境中，是發(fā)生局部腐蝕以及應力腐蝕破裂的主要因素，因此對氯離子的測定能夠作為預測腐蝕發(fā)生的主要基礎依據(jù)。常見的測定方法包括硝酸銀滴定法、電位滴定法、硝酸汞滴定法、離子色譜法等，實際工作中應當依據(jù)不同的氯離子濃度來進行不同方法的選擇。而對于鐵離子的分析而言，主要是考慮到介質(zhì)中的鐵離子與設備以及管線的腐蝕程度有所關聯(lián)，因此對鐵離子的測定可以用于確定設備與管線的腐蝕狀態(tài)。常見的鐵離子測定方法包括電化學溶出伏安法、鄰菲啰啉比色法以及鄰菲啰啉分光光度法，實際工作中同樣需要酌情進行方法的選擇。其次，腐蝕探針也是常用的用于測定腐蝕狀態(tài)的方法，主要是在被測設備上進行開孔檢測的方式展開工作，確保探針與腐蝕介質(zhì)直接接觸，具體而言，可以包括電化學探針、電感探針和電阻探針三種主要工作方式。其中電化學探針通常會產(chǎn)生較大誤差，并且即便可以采用一些方法對誤差進行控制，也無法消除其介質(zhì)電阻本身的影響，但是此種工作方法在篩選緩蝕劑和現(xiàn)場監(jiān)測方面仍然有著很大的市場。電感探針工作過程中表現(xiàn)出良好的靈敏度和耐候性，并且剛干擾性良好，目前廣泛應用于低溫以及高溫介質(zhì)環(huán)境，并且在電化學和非電化學腐蝕介質(zhì)檢測方面同樣表現(xiàn)良好。最后，電阻探針與電感探針一樣，可以游泳應用于電化學和非電化學介質(zhì)測定，但是其靈敏度偏低，對于工藝防腐反映不及時，目前面臨淘汰。

此外，超聲波測厚也是檢測腐蝕的重要方法之一，主要是利用超聲波脈沖反射原理來對金屬材料的厚度進行測定，《中石化加工高含硫原油裝置設備及管道測厚管理規(guī)定》明確規(guī)定精度不能低于0.1 mm，此種方法可以用于計算腐蝕速度。但是其靈敏度和精度都相對有限，因此僅用于對壁厚及壽命等方面的檢測。除此以外，超聲導波監(jiān)測技術(shù)也較為常見，考慮到超聲波檢測方法只能對一個點進行測定，超聲導波會在實際測定工作中有更多應用場合。主要是考慮到其能夠利用多種扭轉(zhuǎn)波和縱波、橫波，并且實現(xiàn)面向管道內(nèi)的探測，因此就目前狀況來看，其在腐蝕探測方面的生命力狀態(tài)良好。

在有效監(jiān)測的基礎之上，針對石油煉化設備展開具有針對性的防護工作，可以從工藝、材料以及表面等方面展開。工藝方面，原油混煉、電脫鹽以及防腐蝕注劑是常見的方法。其中原油混煉能夠有效調(diào)節(jié)原料油品的硫含量和酸值，對于高低溫系統(tǒng)的設備腐蝕有著良好改善價值，但是能否實現(xiàn)有效控制和混合油的選擇是當前的關鍵。原油電脫鹽雖然可以控制鹽含量，但是無法有效去除有機氯，因此其作用相對有限。而防腐蝕注劑則多在低溫部位注入緩蝕劑，包括常減壓蒸餾以及催化裂化等環(huán)節(jié)，對于高溫部位的注入相對少見。此外還可以對乙烯裂解裝置進行注入，切效果良好。

材料方面，煉油裝置低溫部位多采用碳鋼，但如果考慮不銹鋼或者雙相鋼等，對于防腐也有積極價值，復合板內(nèi)襯，諸如空冷管束入口襯鈦管，或者塔體采用16MnR+0Crl3復合板都是有效的手段。而對于高溫部位，對于加工劣質(zhì)油的企業(yè)來說影響較大，通常會考慮選用Cr-Mo鋼、Crl3和300系列不銹鋼等材料，重點部位采用316L。而對于表面處理方面，浸鋁浸鋅、非金屬涂層以及聚四氟乙烯內(nèi)襯等方法，對于防腐都有積極價值，實際工作中應當依據(jù)其性能特征進行選擇。

3 結(jié)論

防腐工作已經(jīng)成為當前石油煉化領域中的首要問題，是有效工作展開以及煉化安全的重要保障。實際工作中應當深入分析和了解各項技術(shù)的應用特征，謹慎依據(jù)環(huán)境進行選擇并且有效實施，才能獲取良好效果。

[1] 鄭立群，張蔚，臺闖，等.高溫腐蝕監(jiān)測探針和測試儀的研制與應用[J].石油化工腐蝕與防護，2002,19(5).

[2] 董紹平，王維斌.煉油廠管道超聲導波在線監(jiān)測技術(shù)應用[J].石油化工設備，2011(1).

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