化工裝置減壓蒸餾塔腐蝕現(xiàn)狀與防腐策略

摘 要：隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，石油化工在我國工業(yè)領(lǐng)域擁有著舉足輕重的地位。而減壓蒸餾塔作為石油減壓蒸餾過程中的不可或缺的設(shè)備之一，它的腐蝕會(huì)引發(fā)巨大的安全和質(zhì)量問題。 因此如何采取有效的措施去應(yīng)對減壓蒸餾塔的腐蝕，降低蒸餾塔的維護(hù)成本，延長減壓蒸餾塔的使用壽命是本文的重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：常減壓蒸餾塔 常減壓蒸餾塔腐蝕原理 常減壓蒸餾塔防腐措施

1前言

原油中硫含量高是我國石油的一大特點(diǎn)，但這一特點(diǎn)也導(dǎo)致石油在減壓蒸餾過程中會(huì)對反應(yīng)器產(chǎn)生腐蝕。因此如何采取防腐措施，減少因腐蝕造成的損失成為了這一領(lǐng)域研究人員的重點(diǎn)。

2常減壓蒸餾塔的腐蝕現(xiàn)象

2.1硫腐蝕

對常減壓蒸餾塔而言，硫腐蝕可根據(jù)反應(yīng)時(shí)的外界溫度和腐蝕部位分為高溫和低溫兩種。低溫硫腐蝕主要發(fā)生在常減壓蒸餾塔的常減壓裝置以及常減壓蒸餾塔的冷凝冷卻系統(tǒng)上。發(fā)生低溫硫腐蝕的外界溫度通常低于120℃，具體表現(xiàn)為硫化氫溶于水后形成的腐蝕性液體（或濕硫化氫氣體）與管道器壁反應(yīng)，不僅會(huì)造成均勻腐蝕，還會(huì)引起鋼材的腐蝕開裂。

高溫硫腐蝕主要是由二硫醚、硫醇、硫化氫三種硫化物在大于240℃的溫度下分解產(chǎn)生的活性硫造成的。分解產(chǎn)生的活性硫會(huì)和器壁金屬發(fā)生反應(yīng)，生成硫化物，造成器壁腐蝕。

而且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所得，這些硫化物在200℃—400℃時(shí)的反應(yīng)活性最高。原油中的活性硫主要是硫化氫和硫單質(zhì)；它們都是由原油中的有機(jī)硫化物在高溫條件下反應(yīng)生成。因此高溫硫腐蝕的反應(yīng)活性不僅與原油中的硫總含量和活性硫的含量有關(guān)，還與管道的溫度（高溫促進(jìn)活性硫生成）以及管道中物質(zhì)的流動(dòng)速率有關(guān)（因?yàn)楦吡鲃?dòng)速率會(huì)使保護(hù)膜更容易脫落）。

2.2高溫環(huán)烷酸腐蝕 環(huán)烷酸是指原油中所有的含有脂的芳香族羧酸。這一成分的組成和含量與原油產(chǎn)地有很大關(guān)系，不同的原油產(chǎn)地往往有著較明顯的差異。環(huán)烷酸本身不會(huì)與金屬器壁反應(yīng)。但是當(dāng)容器內(nèi)溫度達(dá)到350℃以上時(shí)，硫化氫會(huì)發(fā)生分解，生成氫氣和具有極高反應(yīng)活性的活性硫。隨后活性硫會(huì)與管道器壁反應(yīng)生成硫化物保護(hù)膜，阻止腐蝕的進(jìn)一步進(jìn)行。但如果環(huán)境中有環(huán)烷酸的存在，環(huán)烷酸就會(huì)溶解掉前一反應(yīng)形成的硫化物保護(hù)膜，使得器壁再次與硫反應(yīng)生成硫化物并形成惡性循環(huán)，不斷腐蝕金屬器壁。而且隨著溫度升高，活性硫的反應(yīng)活性會(huì)不斷增強(qiáng)，當(dāng)裝置內(nèi)溫度高于425℃后，活性硫的腐蝕速率達(dá)到最快。但當(dāng)容器內(nèi)溫度達(dá)到500℃后，硫化氫分解趨于完全，此時(shí)設(shè)備腐蝕主要因素是高溫氧化腐蝕。

2.3電偶腐蝕 產(chǎn)生電偶腐蝕的條件是：有兩種電腐蝕電位不同的金屬產(chǎn)生了電接觸而且存在與這兩種金屬都有著電接觸的電解質(zhì)溶液。當(dāng)滿足了這兩個(gè)電腐蝕產(chǎn)生條件后，電位較負(fù)的金屬會(huì)因?yàn)樾纬稍姵囟铀俑g。電偶腐蝕的速率主要取決于以下三點(diǎn)：①金屬間的電位差②腐蝕介質(zhì)的理化性質(zhì)③腐蝕產(chǎn)生的產(chǎn)物

3應(yīng)對常減壓蒸餾塔腐蝕的措施

3.1加強(qiáng)檢測 加強(qiáng)對設(shè)備的在線監(jiān)測，目前大部分企業(yè)采用的在線檢測方法為電感法和電阻法，它們的主要用途都是在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以對設(shè)備的腐蝕與破壞因素進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。具體化就是對設(shè)備中的冷凝水進(jìn)行理化分析，根據(jù)其中的pH值，Cl-和H2S含量等數(shù)據(jù)間接得推測設(shè)備內(nèi)部的腐蝕情況。因此，預(yù)防低溫腐蝕時(shí)應(yīng)主要監(jiān)控減壓塔頂，預(yù)防高溫腐蝕則應(yīng)監(jiān)控減壓轉(zhuǎn)油線和減壓爐輻射室爐管。除此之外，還應(yīng)定期對可能出現(xiàn)腐蝕情況的部位進(jìn)行調(diào)查以預(yù)防因腐蝕而造成的安全問題，并對原料油品質(zhì)進(jìn)行預(yù)檢測，在監(jiān)控中做到提前預(yù)警。

3.2設(shè)備材料升級和結(jié)構(gòu)優(yōu)化 針對容易發(fā)生高溫腐蝕的區(qū)域，如管線和減壓塔頂進(jìn)行材料的升級，多采用含有鉻鉬等元素的耐腐蝕復(fù)合材料，結(jié)合企業(yè)自身壽命需求、設(shè)備腐蝕現(xiàn)狀等客觀條件進(jìn)行材料升級。在設(shè)計(jì)設(shè)備結(jié)構(gòu)時(shí)要注意避免位于高溫環(huán)烷酸-硫腐蝕區(qū)域的設(shè)備和管線有漩渦或沖擊性的設(shè)計(jì)，盡量磨平焊接裂縫，減少湍流的產(chǎn)生。若要針對電偶腐蝕，則應(yīng)當(dāng)從金屬間電絕緣入手和避免單點(diǎn)或小面積腐蝕為主。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)使正電極電位金屬面積最小化、負(fù)電極電位金屬面積最大化，或者讓有著相接觸的金屬間的介質(zhì)電阻達(dá)到最大，甚至達(dá)到金屬間電絕緣；如果均無法滿足，也可以選擇通過外加電極材料以保護(hù)負(fù)電位金屬不受腐蝕。

3.3操作工藝的改進(jìn)

改進(jìn)“一脫三注”工藝是防止低溫輕油部分器壁腐蝕的最好辦法。改進(jìn)“一脫三注”工藝首先要做好的就是加強(qiáng)電脫鹽的管理和優(yōu)化，避免因?yàn)樵推焚|(zhì)的變化而造成電脫鹽操作困難。建立電脫鹽運(yùn)行數(shù)據(jù)庫結(jié)合企業(yè)自身原油來源進(jìn)行有計(jì)劃的分析研究，以便于應(yīng)對各種不同原油加工方案。在控制高溫環(huán)烷酸-硫腐蝕時(shí)，還可以通過對原油的調(diào)和來改變原油酸度和含硫量，有必要時(shí)還可以采用加入堿液來調(diào)節(jié)酸度，但這種方法需要大量的堿液，不僅利于降低生產(chǎn)成本還有可能對裝置產(chǎn)生損傷。

4.結(jié)語

原油加工過程中，常減壓蒸餾塔作為其中的核心設(shè)備，它的機(jī)械壽命，不僅僅會(huì)影響到生產(chǎn)活動(dòng)的安全性，還會(huì)影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)企業(yè)自身的生產(chǎn)狀況來選擇相應(yīng)的防腐策略。我在上述問題的分析和研究中提出了個(gè)人的理解和建議，希望可以通過這些分析建議提高減壓蒸餾塔的工作條件和工作水平。

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作者簡介：白澤兆（1998.2.26—）男，漢族，籍貫：山西省陽泉市，學(xué)歷：本科在讀，研究方向：化學(xué)工程。