常減壓蒸餾裝置腐蝕與防護(hù)

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，石油需求量越來(lái)越大，煉油廠的工作量隨之猛增，這對(duì)常減壓蒸餾裝置帶去了極大的挑戰(zhàn)。加工高硫原油導(dǎo)致常減壓蒸餾裝置的防腐工作難度增大，而裝置的防護(hù)與企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益息息相關(guān)。本文對(duì)常減壓蒸餾裝置的腐蝕與防護(hù)進(jìn)行了探討，闡述了硫腐蝕特點(diǎn)、機(jī)理，裝置腐蝕情況、原因，并對(duì)防護(hù)措施提出了建議。

關(guān)鍵詞：常減壓蒸餾裝置；裝置腐蝕；防護(hù)措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.013

石油需求量迅速增長(zhǎng)導(dǎo)致中國(guó)進(jìn)口原油量不斷增加，這使相當(dāng)一部分的煉油廠面臨著加工高硫原油的問(wèn)題。原料硫含量的提高和大幅波動(dòng)使裝置腐蝕問(wèn)題更加嚴(yán)重，為此，研究硫腐蝕的特點(diǎn)、機(jī)理，分析裝置腐蝕情況、腐蝕原因，有針對(duì)性的制定防護(hù)措施是企業(yè)必須重視的工作內(nèi)容，具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 硫腐蝕特點(diǎn)及其機(jī)理

1.1 腐蝕特點(diǎn)

原油中所含的硫分有兩種，一種是活性硫，能通過(guò)直接與金屬作用而腐蝕裝置，如硫化氫；一種是非活性硫，不能直接作用于金屬，但可以在高溫高壓等條件下轉(zhuǎn)化為活性硫。原油中硫分對(duì)煉油裝置的腐蝕作用存在于煉油的整個(gè)過(guò)程。原油硫含量與其對(duì)裝置的腐蝕度之間對(duì)應(yīng)關(guān)系并不精確，腐蝕度主要取決于硫分的種類、含量、穩(wěn)定性。對(duì)裝置有腐蝕作用的硫分是單質(zhì)硫等活性硫，原油中活性硫的含量與裝置腐蝕強(qiáng)度成正比，但油中非活性硫在容易轉(zhuǎn)化成活性硫的環(huán)境下也會(huì)嚴(yán)重腐蝕裝置。硫腐蝕的腐蝕對(duì)象多，腐蝕環(huán)境多元，硫分之間的轉(zhuǎn)化復(fù)雜，增加了防護(hù)工作難度。

1.2 腐蝕機(jī)理

如果將原油加熱溫度作為劃分標(biāo)準(zhǔn)，常減壓蒸餾過(guò)程可分為220～240℃、355～365℃、390～400℃三個(gè)階段。第一階段發(fā)生在初餾塔，第二階段在常壓塔進(jìn)行，這兩個(gè)階段中原油中存在硫化氫、氯化氫、水蒸氣，發(fā)生硫化氫—水蒸氣—氯化氫型腐蝕；第三階段在減壓塔中進(jìn)行，溫度升至400℃左右，油中非活性硫分解，活性硫含量增加，裝置腐蝕更加嚴(yán)重。即低溫部位裝置腐蝕類型為硫化氫—水蒸氣—氯化氫型，高溫部位發(fā)生的腐蝕則主要為活性硫造成的腐蝕。此外，原油中無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)氯化物的分解產(chǎn)物也對(duì)裝置有腐蝕作用。如氯化鎂的分解產(chǎn)物氯化氫在水蒸氣存在的條件下與鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，溶于水。

2 裝置腐蝕具體情況

2.1 管線腐蝕情況

腐蝕程度比較大的管線主要為一些工藝管線，如常減壓塔塔頂?shù)南到y(tǒng)工藝管線。比較典型的管線腐蝕情況如下。常頂管線和減頂管線的腐蝕表現(xiàn)為內(nèi)表面坑蝕，管線內(nèi)表面能觀察到麻坑，其腐蝕介質(zhì)均為硫化氫—水蒸氣—氯化氫；而減壓管線、減五線、減二中管線則表現(xiàn)為沖刷腐蝕，腐蝕介質(zhì)為高溫硫和環(huán)烷酸。

2.2 換熱設(shè)備腐蝕情況

除一些工藝管線遭到嚴(yán)重的腐蝕，換熱設(shè)備的腐蝕程度也很嚴(yán)重，而換熱設(shè)備腐蝕引起的事故也屢見(jiàn)不鮮。一般使用三年左右的減壓渣油換熱器就會(huì)出現(xiàn)輕微的腐蝕情況，但設(shè)備的管板、管口及管束表面尚未出現(xiàn)浮銹，焊縫依然完整，管束殼程完好。

2.3 典型塔類裝置腐蝕情況

常減壓蒸餾裝置的主要裝置包含塔類設(shè)備，為此，塔類設(shè)備是設(shè)備檢修的重點(diǎn)對(duì)象。在每次設(shè)備檢修工作中，塔類的腐蝕情況都需要工作人員詳細(xì)調(diào)查，并進(jìn)行分析，以找出有效的防護(hù)措施。塔類設(shè)備腐蝕情況比較復(fù)雜。其中，常壓塔腐蝕比較嚴(yán)重的部位是塔頂、進(jìn)料段及塔底。其塔頂?shù)母g類型主要為坑蝕、垢下腐蝕；進(jìn)料段則以沖刷腐蝕為主，表現(xiàn)為裝置均勻變薄，出現(xiàn)沖刷的溝槽；塔底的腐蝕類型為均勻腐蝕，裝置均勻變薄。減壓塔整體腐蝕不嚴(yán)重，但減三管線和減四管線的填料卻因其本身厚度不夠，加之被腐蝕出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象。其中減三管線腐蝕介質(zhì)為硫化氫—環(huán)烷酸。

3 裝置腐蝕原因

常減壓蒸餾裝置的腐蝕與餾分中硫含量密切相關(guān)。初餾塔、常壓塔、減壓塔的塔頂都處于濕硫化氫環(huán)境中，自然容易被腐蝕；而常壓塔下部及塔底的管道、渣油換熱器則處于高溫環(huán)境中，活性硫化物使其腐蝕嚴(yán)重。減壓塔下部及填料腐蝕則由高溫硫腐蝕和環(huán)烷酸的腐蝕作用引起。

4 防護(hù)措施

4.1 低溫部位

根據(jù)低溫部位的腐蝕類型及具體腐蝕情況，對(duì)低溫部位的防護(hù)措施如下。首先，常壓塔塔頂換熱器可從工藝防腐蝕方面做起。如采用更有針對(duì)性、更有效的中和劑和緩蝕劑：通過(guò)對(duì)塔頂物質(zhì)成分的分析選擇更合理的中和劑，將酸堿度控制在中性范圍左右；選擇能均勻穩(wěn)定成膜的油溶性緩蝕劑。又如調(diào)節(jié)塔頂注水量及流程，改善原油脫鹽效果以降低無(wú)機(jī)鹽對(duì)裝置的腐蝕效果。其次，對(duì)減壓塔的防護(hù)措施主要為選取更科學(xué)合理的管板材質(zhì)，采用無(wú)縫雙相不銹鋼鋼管。至于常壓塔塔頂，可以通過(guò)加強(qiáng)工藝、選用雙相鋼作為塔頂內(nèi)構(gòu)件及頂封頭材質(zhì)達(dá)到防腐蝕的目的。

4.2 高溫部位

高溫部位的防護(hù)措施主要應(yīng)從改善材質(zhì)入手。此外，還可以開(kāi)展腐蝕監(jiān)測(cè)工作，定點(diǎn)測(cè)量管線等的厚度；安裝在線腐蝕檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)腐蝕嚴(yán)重的部位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；進(jìn)行氫通量測(cè)試。

4.3 工藝操作

對(duì)常減壓蒸餾裝置腐蝕進(jìn)行分析后不難發(fā)現(xiàn)，腐蝕物質(zhì)主要為原油中的鹽類、含硫化合物、羥基化合物等，這些物質(zhì)在高溫條件下生成腐蝕性物質(zhì)導(dǎo)致設(shè)備受損。為此，從工藝操作方面對(duì)裝置進(jìn)行防護(hù)可以從以下幾個(gè)方面做起。首先，對(duì)原油進(jìn)行電脫鹽。這可以有效減少原油中氯離子的存在，從根本上降低裝置腐蝕度。其次，根據(jù)科技的發(fā)展選擇新型、有效的緩蝕劑。再次，對(duì)裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。裝置結(jié)構(gòu)如果能使介質(zhì)均勻流動(dòng)、分配，則能有效減少?zèng)_刷造成的腐蝕。

5 小結(jié)

常減壓蒸餾裝置的狀態(tài)直接影響到原油加工的效率和質(zhì)量，也對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有著影響作用，同時(shí)還是國(guó)家工藝水平的標(biāo)志。采用優(yōu)質(zhì)的材料可以使裝置的耐腐蝕能力增強(qiáng)，工藝的改進(jìn)可以降低原油加工對(duì)裝置的腐蝕效果，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能及時(shí)有效控制腐蝕度。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：趙艷玲（1968-），女，陜西西安人，大專，助工，研究方向：石油煉制化工。