常減壓蒸餾新技術(shù)探討

摘要：油氣資源對社會的發(fā)展具有重要的作用，隨著技術(shù)水平的不斷進步，油氣提煉技術(shù)和提煉裝置得到了不斷的進步，但是常減壓蒸餾設(shè)備經(jīng)常會出現(xiàn)腐蝕問題，對提煉工作造成影響。文章對常減壓蒸餾設(shè)備中出現(xiàn)腐蝕的主要原因和類型進行了分析，并提出了防止常減壓蒸餾裝置腐蝕的新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：常減壓蒸餾；蒸餾新技術(shù)；蒸餾裝置；腐蝕問題；油氣資源；油氣提煉技術(shù) 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TQ051 文章編號：1009-2374（2016）28-0022-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.012

常壓蒸餾和減壓蒸餾習(xí)慣上合稱常減壓蒸餾，常減壓蒸餾基本屬物理過程，主要包括原油脫鹽脫水、常壓蒸餾、減壓蒸餾三個環(huán)節(jié)。常減壓蒸餾技術(shù)是石油生產(chǎn)過程中必不可少的一道工序，但是隨著石油開采種類的不斷增加以及設(shè)備使用年限的不斷增加，常減壓蒸餾裝置可能會出現(xiàn)不同程度的腐蝕問題，這不僅會降低石油提煉的效率，也容易引起不同程度的安全事故。為了從根本上杜絕這種問題，就一定要防止常減壓蒸餾設(shè)備發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，為石油提煉工作提供安全保障。

1 常減壓蒸餾裝置發(fā)生腐蝕的主要原因

原油的主要組成元素為碳、氫、硫、氮、氧。含碳量為83.0%～87.0%；氫含量為11.0%～14.0%；硫含量為0.05%～8.0%，氧含量為0.05%～2.0%，氮含量為0.02%～2.0%。雖然硫、氮、氧等元素的含量較低，但是仍具有較強的腐蝕作用。經(jīng)驗表明，導(dǎo)致常減壓蒸餾裝置出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象的原因主要包括兩方面：

第一，在常壓塔頂位置、減壓塔頂位置，這些部位存在冷凝系統(tǒng)，也包括一部分揮發(fā)線，因此此部位的溫度一般比較低，在提煉石油的過程中，原油中存在一定的氯鹽、硫化物等，這些物質(zhì)受熱之后會成為硫化氫以及氯化氫，此時經(jīng)過低溫部位就會冷凝成為稀鹽酸，因此發(fā)生腐蝕的可能性比較高。

第二，常減壓蒸餾裝置的高溫位置也是腐蝕問題的高發(fā)位置，在高溫的作用下，原油中的硫化氫以及其他類型的硫化物質(zhì)與金屬的反應(yīng)更加強烈，比較明顯的是有高溫部位的環(huán)烷酸腐蝕。一般以原油的酸值判斷環(huán)烷酸的含量，原油的酸值大于0.5mgKOH/g時，就能引起設(shè)備的腐蝕，酸值大于1.0mgKOH/g為高酸值原油。環(huán)烷酸的腐蝕能力和溫度關(guān)系密切，220℃以下，環(huán)烷酸基本不發(fā)生腐蝕，以后隨溫度的升高而增加，270℃～280℃達到酸沸點，腐蝕最為強烈，溫度再升高腐蝕速率下降；溫度達到350℃～400℃時，由于FeS膜高溫融解，腐蝕重新加劇；400℃以上石油酸分解，腐蝕減弱，基本沒有腐蝕。

為了有效地應(yīng)對這種問題，常減壓蒸餾過程中一般會使用一脫三注技術(shù)來解決設(shè)備低溫位置腐蝕的問題。一脫是指對原油進行電脫鹽處理；三注分別為注入有機胺、緩蝕劑、水。一脫三注技術(shù)的應(yīng)用可以有效地控制稀鹽酸的產(chǎn)生，這樣一來就降低了低溫位置發(fā)生腐蝕問題的風(fēng)險。一脫三注技術(shù)的優(yōu)勢比較明顯，防腐蝕效果較好。經(jīng)過不斷的技術(shù)升級，目前該項技術(shù)逐漸得到了技術(shù)優(yōu)化，使用過程中一些多余的環(huán)節(jié)已經(jīng)被技術(shù)人員省略掉，這樣一來，技術(shù)使用的成本大幅度降低，為石油企業(yè)節(jié)省了提煉石油所需的成本，增加了經(jīng)濟收益。

常減壓蒸餾裝置主要是金屬材料構(gòu)成，因此會不可避免地與硫化物發(fā)生反應(yīng)出現(xiàn)腐蝕。為了解決這個問題，需要相關(guān)技術(shù)人員盡可能地改變常減壓蒸餾設(shè)備的材料，通過技術(shù)升級實現(xiàn)對硫化物腐蝕作用的有效控制。一般情況下，也可以在高溫位置使用高溫緩蝕劑，這樣可以有效地放慢腐蝕速度，緩解腐蝕問題。在材料改變這一方面，由技術(shù)人員在常減壓蒸餾裝置的表面進行熱噴涂或是化學(xué)鍍等操作。此外，由于提煉的原油性質(zhì)和成分的不同，對設(shè)備不同位置的腐蝕程度也不同，為此需要對不同原油的性質(zhì)成分進行必要的檢測和指標(biāo)監(jiān)控，以此作為基礎(chǔ)制定具有針對性的技術(shù)解決方案。

2 防止常減壓蒸餾裝置腐蝕的新技術(shù)

2.1 原油的電脫鹽技術(shù)

電脫鹽是目前比較常用的原油預(yù)處理技術(shù)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，電脫鹽技術(shù)也得到了不斷的升級與進步。

目前使用的電脫鹽技術(shù)主要包括以下類型：

第一，脈沖電脫鹽技術(shù)，也就是利用脈沖方波電壓而開展的一種電脫鹽技術(shù)，它能夠在極板之間形成一種單向的、高壓脈沖的電場。該技術(shù)的主要優(yōu)勢在于具有較高的設(shè)備穩(wěn)定作用，操作的過程中，一般不會發(fā)生設(shè)備短路等問題，電脫鹽的過程中持續(xù)性較好。同時脈沖電脫鹽技術(shù)可以將電能的消耗降到最低，這可以幫助企業(yè)節(jié)約技術(shù)成本。

第二，超聲波破乳技術(shù)，高技術(shù)的主要作用表現(xiàn)在其可以將原油中的水分聚集在一起，并通過重力作用實現(xiàn)水油的分離。但是該項技術(shù)具有一定的技術(shù)難度，因此目前在石油企業(yè)中的使用并不廣泛。所以在未來階段內(nèi)相關(guān)技術(shù)人員需要不斷加大對該項技術(shù)的研究和創(chuàng)新，盡量控制技術(shù)使用成本，降低技術(shù)難度，擴大該技術(shù)的使用范圍。

2.2 緩蝕劑的使用

在常減壓蒸餾技術(shù)使用的過程中，緩蝕劑是一種必不可少的設(shè)備防護性材料，其主要作用在于既能夠有效地抑制腐蝕問題的進一步發(fā)展，也不會干擾蒸餾設(shè)備的正常性能，因此緩蝕劑的使用是非常普遍的。石油企業(yè)使用時間最長的緩蝕劑為有機緩蝕劑，這種緩蝕劑中含有普通生物難以降解的有毒害性的物質(zhì)，因此使用這種緩蝕劑對生態(tài)環(huán)境的影響是非常大的，對于我國能源資源的健康發(fā)展、生態(tài)自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展都是極為不利的。

因此常減壓蒸餾提煉過程使用的緩蝕劑也在不斷地發(fā)展和改善，目前使用得比較廣泛的緩蝕劑主要有三種類型：

第一，氨基酸類緩蝕劑。此類型緩蝕劑的主要特點表現(xiàn)為安全性，其中不含有有毒物質(zhì)，容易被降解，另外氨基酸緩蝕劑中因為含有蛋白質(zhì)，因此可以被相關(guān)人員回收，并進行再利用。氨基酸緩蝕劑的防腐作用十分明顯，因此它的使用也比較廣泛。

第二，高分子緩蝕劑。高分子緩蝕劑的結(jié)構(gòu)比較獨特，其中含有大量的高分子聚合物，因此可以有效地對抗常減壓蒸餾提煉設(shè)備的腐蝕問題。高分子緩蝕劑的主要技術(shù)難點在于高分子聚合物的合成。目前，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，高分子緩蝕劑中融入的分子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出了更加明顯的多樣性，而不同的分子結(jié)構(gòu)其功能也各不相同，這進一步提高了緩蝕劑的防腐性能。

第三，天然植物緩蝕劑，顧名思義，就是從植物中提取出來的緩蝕劑。其優(yōu)點在于安全、無污染、成本低廉。較之于前兩種緩蝕劑，天然植物類型的緩蝕劑更容易被降解和再生，目前，相關(guān)技術(shù)人員的研究結(jié)果顯示，部分植物中存在的水楊酸、單寧等成分均具有金屬保護的作用，這可以有效地控制腐蝕速度，保護技術(shù)設(shè)備。

另外，在生產(chǎn)提煉過程中加強巡回檢查，確保裝置運行在工藝、設(shè)備指標(biāo)范圍內(nèi)操作，不超溫、不超壓，以避免爐、塔、貯罐等設(shè)備管線出現(xiàn)跑、冒、滴、漏等問題。生產(chǎn)裝置內(nèi)需要明令禁止亂排、亂放各種油品和可燃?xì)怏w，以防止火災(zāi)等安全、環(huán)保事故的發(fā)生，提高常減壓蒸餾提煉技術(shù)操作的安全性。

3 結(jié)語

綜上所述，常減壓蒸餾技術(shù)是原油提煉的第一道也是最重要的一道工序，該技術(shù)提煉的成果與最終成品油的質(zhì)量以及企業(yè)的經(jīng)濟收益等均存在著明顯的關(guān)聯(lián)性。腐蝕問題是常減壓蒸餾提煉技術(shù)最常見的問題，本文對該問題產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施進行了深入的分析，并對具體的技術(shù)要點進行了闡釋說明，希望能夠為相關(guān)企業(yè)的負(fù)責(zé)人員提供一定的技術(shù)指導(dǎo)與幫助。

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作者簡介：吳國勝（1972-），男，廣東揭陽人，中國石油化工股份有限公司廣州分公司工程師，研究方向：石油化工。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）