蒸餾操作塔頂防腐

牛午（中石油大連石化分公司，遼寧 大連 116011）

蒸餾操作塔頂防腐

牛午（中石油大連石化分公司，遼寧 大連 116011）

原油劣質(zhì)問題不可避免，為了提煉出質(zhì)量更好的原油，并且在提煉原油工藝上能夠收獲更高效益，蒸餾裝置的防腐工作就顯得尤為重要。本文主要對(duì)含硫原油加工過程中對(duì)腐蝕介質(zhì)及腐蝕過程開展了分析，并提出一些防腐把控的有效方法。

含硫原油；蒸餾裝置；塔頂防腐；有機(jī)氯腐蝕

伴隨石油業(yè)的勘探及開采深度的增加，含硫含有機(jī)氯等原油的不斷進(jìn)口，原油出現(xiàn)了不可避免的劣質(zhì)問題，并且日益嚴(yán)重。此時(shí)對(duì)原油提煉工業(yè)中的防腐工作的探討就顯得尤為重要。

1 原油中的腐蝕介質(zhì)及影響的蒸餾裝置部位

近些年原油劣質(zhì)問題不斷加深，其中所含某些雜質(zhì)對(duì)原油加工設(shè)備產(chǎn)生不斷的腐蝕作用。原油腐蝕雜質(zhì)主要包括含硫化合物、無機(jī)鹽、氮化合物等，其含量并不多，其危害卻不小。加工實(shí)施環(huán)節(jié)中，有的本身就是腐蝕介質(zhì)，有的是在加工環(huán)節(jié)中通過轉(zhuǎn)化而變?yōu)楦g性介質(zhì)，加工環(huán)節(jié)中注入的氫溶劑酸堿化學(xué)制劑等也會(huì)產(chǎn)生腐蝕介質(zhì)，給設(shè)備帶來不小的損傷破壞，腐蝕嚴(yán)重時(shí)會(huì)致使生產(chǎn)間斷，甚至危及工作人員的安全，并且使經(jīng)濟(jì)遭到重創(chuàng)。

石油提煉過程中蒸餾裝置的嚴(yán)重腐蝕部位重點(diǎn)在于塔頂?shù)蜏貐^(qū)域的有機(jī)氯腐蝕和高溫位置的硫化物腐蝕。塔頂?shù)蜏匚恢貌牧仙?jí)耗資較多，很多老裝置依舊是碳鋼材料，新裝置的設(shè)計(jì)選材已經(jīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，材料優(yōu)勢(shì)加大性能提高，防腐工作也得到改善。原油劣質(zhì)化之后，塔頂?shù)牡蜏匚恢玫姆栏F(xiàn)象卻沒有出現(xiàn)徹底轉(zhuǎn)變，主要是常壓塔頂及塔頂冷凝系統(tǒng)的鹽酸腐蝕及氯化銨等有機(jī)氯的腐蝕使設(shè)備變薄甚至腐蝕穿孔，對(duì)設(shè)備的使用時(shí)間及使用安全問題造成嚴(yán)重影響。

2 塔頂腐蝕誘因和過程分析

2.1 腐蝕介質(zhì)來源

(1)硫化氫的產(chǎn)生

硫化氫對(duì)煉油裝置有著嚴(yán)重的腐蝕作用，其形成主要是由硫醚、二硫化物等等熱穩(wěn)定性能太低的硫化物經(jīng)過遇熱分解產(chǎn)生。操作過程中超過250度之后，溫度越高硫化物的分解就加速越來越明顯，到達(dá)340至400度之間的時(shí)候，硫化氫就會(huì)分解形成硫與氫氣，此時(shí)的硫活性遠(yuǎn)超硫化氫化合物。加工含硫原油時(shí)，硫化氫氣體的釋放量會(huì)大大增加。當(dāng)蒸餾塔出口溫度到達(dá)358至366度時(shí)，由于分解產(chǎn)生的氯化氫含硫會(huì)達(dá)到塔頂瓦斯量的1.4到3.1百分量，并隨著溫度升高不斷加大。

(2)鹽酸的產(chǎn)生

每種原油都多少會(huì)有一定數(shù)量的無機(jī)鹽與水，其中的無機(jī)鹽主要成份是氯化鈉、氯化鈣及氯化鎂等物質(zhì)，產(chǎn)生腐蝕影響的一般是氯化鈣與氯化鎂，其在原油工藝中遇熱水解產(chǎn)生氣體鹽酸，而鹽酸的腐蝕性能較高。這種水解大概于120度時(shí)就會(huì)反應(yīng)明顯，并且伴隨溫度的不斷增高而不斷加快加強(qiáng)。根據(jù)工藝流程及腐蝕成份分析得出常壓塔頂冷凝系統(tǒng)的腐蝕介質(zhì)氯化氫的大部分來源是氯化鎂，氯化鈣在減壓塔的水解中更明顯。水解反應(yīng)會(huì)根據(jù)溫度及反應(yīng)物質(zhì)的含量及鹽水濃度的高低等而產(chǎn)生相應(yīng)的高低變化。

(3)原油添加劑促使腐蝕

在原油提煉過程中各種添加劑也會(huì)在工藝環(huán)境中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氯化氫，致使設(shè)備腐蝕加快。

2.2 腐蝕機(jī)理過程

原油提煉工藝中，溫度越高，鈣鎂鹽的水解反應(yīng)越強(qiáng)烈，生成的氯化氫及硫化氫在冷凝區(qū)以液體狀態(tài)呈現(xiàn)的時(shí)候，變成了強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)，并且會(huì)出現(xiàn)相互間的循環(huán)腐蝕。另外注入的氯化物助劑也會(huì)水解并產(chǎn)生氯化氫，這些反應(yīng)在蒸餾裝置頂部的低溫部位反應(yīng)迅速且強(qiáng)烈，因此腐蝕性在此區(qū)域也顯得較為明顯。其中的鹽酸在腐蝕反應(yīng)中的作用最強(qiáng)，不亞于含硫物質(zhì)的腐蝕性能。

3 防腐把控措施

3.1 露點(diǎn)把控

露點(diǎn)溫度與水分壓呈正比關(guān)系，塔底汽提蒸汽量和塔頂注水量的增加促使露點(diǎn)溫度升高，在減頂系統(tǒng)中的露點(diǎn)溫度通常在十到六十五度之間。鹽酸的腐蝕主要集中于塔頂設(shè)備金屬低于露點(diǎn)有凝結(jié)水的冷表面。為了避免腐蝕，操作控制塔頂油氣溫度高于露點(diǎn)溫度，避免塔頂?shù)乃P，封頭、管線被腐蝕。塔頂溫度設(shè)置得要高于水露點(diǎn)溫度。

3.2 PH值把控

氯化氫進(jìn)入液體中會(huì)使其腐蝕性能大大加強(qiáng)。工藝防腐中的重要措施就是在油氣進(jìn)入冷凝裝置部分之前，在管線上的“三注”技術(shù)：緩蝕劑于設(shè)備表面形成保護(hù)性膜體，中和劑與酸液中的酸性物質(zhì)中和反應(yīng)生成溶解性質(zhì)的氨鹽，通過注水可以提升露點(diǎn)溫度，冷凝水汽增加也就稀釋了鹽酸濃度，提升PH值，起到減緩降低腐蝕作用。

3.3 注入緩蝕劑

緩蝕劑的分子內(nèi)部帶有極性基因，可以吸附在金屬表面起到保護(hù)膜的功效，阻止腐蝕介質(zhì)與裝置金屬接觸，達(dá)到防腐作用。

3.4 材料選擇

應(yīng)用耐腐蝕性能強(qiáng)的材料可以明顯將設(shè)備的腐蝕傷害降低，對(duì)于塔頂冷凝系統(tǒng)的腐蝕體系來說，耗資低耐腐蝕性又高的材料并不多見，我國(guó)常用的材料時(shí)鐵素體不銹鋼及奧氏體不銹鋼等，但是奧氏體不銹鋼對(duì)于有機(jī)氯化物質(zhì)的抵抗力較差，倘若出現(xiàn)脫鹽效果不好的情況，就會(huì)誘發(fā)其腐蝕破壞，所以最好不要選用奧氏體不銹鋼的整體制作裝置，在耐腐性材料方面，我國(guó)需要加強(qiáng)科研工作，早日在蒸餾裝置方面應(yīng)用并提高效益。

綜上，蒸餾裝置塔頂冷凝系統(tǒng)腐蝕所涉甚廣，了解腐蝕的關(guān)鍵信息對(duì)防腐工作有著事半功倍的作用，防腐工作需要相關(guān)人員繼續(xù)努力進(jìn)步，收獲更好的效果。

[1]陳匡民.過程設(shè)備腐蝕與防護(hù).化學(xué)工業(yè)出版社,2013,189-196.

[2]韓磊,劉小輝.蒸餾裝置塔頂系統(tǒng)低溫腐蝕問題探討.石油化工腐蝕與防護(hù).2014,29(3).17.

牛午（1990-），性別:男，民族：漢，籍貫:黑龍江省齊齊哈爾市，

當(dāng)前職務(wù)：工藝員，當(dāng)前職稱：助理工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：化學(xué)工程與工藝工作為：常減壓蒸餾。