油氣加工過程的腐蝕與防護(hù)措施探討

朱江

摘 要：當(dāng)前，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，石油化工行業(yè)也迅速崛起，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，石油化工已經(jīng)成為支柱行業(yè)。社會(huì)發(fā)展過程中，各行各業(yè)對(duì)能源的需求量也在不同程度上得以增加，國(guó)際市場(chǎng)原油價(jià)格持續(xù)處于較高的水平之下。據(jù)分析，近十年依賴的石油消耗量相當(dāng)于過去十年期間所需石油量的總和，可見，石油依賴現(xiàn)象十分嚴(yán)重。我國(guó)石油化工行業(yè)處于初步發(fā)展階段，在經(jīng)濟(jì)全球化及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下發(fā)展前景樂觀，但是發(fā)展也受到多種因素影響，這就需要優(yōu)化石油工業(yè)的勘察，優(yōu)化石油加工，所以本文分析油氣加工過程的腐蝕情況，并采取對(duì)應(yīng)防護(hù)措施進(jìn)行干預(yù)。

關(guān)鍵詞：油氣加工;腐蝕;防護(hù)措施

石油能源作為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展過程中的主要能源，對(duì)社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮著維系作用，所以油氣資源的加工過程也隨之變得復(fù)雜。由于油氣資源埋藏于地下，其屬于分級(jí)復(fù)雜的混合物質(zhì)，在進(jìn)行原油加工的過程中，腐蝕性物質(zhì)產(chǎn)生的概率較高，會(huì)對(duì)加工設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷，原油油氣生產(chǎn)加工過程中，會(huì)產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，還會(huì)生成酸性產(chǎn)品，直接腐蝕油氣加工設(shè)備。據(jù)相關(guān)調(diào)查表明，油氣設(shè)備腐蝕而引發(fā)的經(jīng)濟(jì)損失可超過數(shù)十億，二腐蝕性雜質(zhì)問題的存在，將直接對(duì)油氣成品的質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，所以必須采取有效措施對(duì)腐蝕問題進(jìn)行防治，以減少油氣加工過程中腐蝕問題的發(fā)生。

1 環(huán)烷酸的腐蝕及防護(hù)措施

原油屬于遠(yuǎn)古時(shí)期動(dòng)植物的遺體經(jīng)過長(zhǎng)期的演變，受到環(huán)境的化學(xué)反應(yīng)影響而發(fā)生的變化，所以，原油成分復(fù)雜程度比較高，在油氣加工過程中，在不同程度上均會(huì)對(duì)加工設(shè)備產(chǎn)生一定的腐蝕作用，分析這些腐蝕性的雜質(zhì)，其酸雜質(zhì)的危害性極高，以環(huán)烷酸及硫酸這兩種腐蝕性物質(zhì)的腐蝕效果最為明顯。

1.1 環(huán)烷酸性質(zhì)

環(huán)烷酸屬于有機(jī)酸的一種，其在石油中存在，具有飽和環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這一物質(zhì)的化學(xué)通式為RCH2COOH，在油氣加工過程中，所包含的酸性化合物分別為酚類物質(zhì)、芳香酸類物質(zhì)、脂肪酸類物質(zhì)和環(huán)烷酸類物質(zhì)，其中含量最多的物質(zhì)為環(huán)烷酸，所以石油中最主要的酸類物質(zhì)為環(huán)烷酸，該物質(zhì)也有石油酸之稱。雖然環(huán)烷酸的酸性不足，但是一旦環(huán)烷酸的濃度超過一定標(biāo)準(zhǔn)，將直接誘發(fā)腐蝕性的增加，誘發(fā)強(qiáng)腐蝕效果[1]。而受到地質(zhì)問題的影響，自主進(jìn)行原油環(huán)烷酸生產(chǎn)過程中，該物質(zhì)的含量也會(huì)隨之提升。我國(guó)進(jìn)行原油的生產(chǎn)過程中，環(huán)烷酸的生成量較多，所以環(huán)烷酸對(duì)油氣設(shè)備和管路的腐蝕效果也更加顯著。

1.2 環(huán)烷酸的腐蝕過程

石油原油中廣泛存在環(huán)烷酸，在進(jìn)行原油加工的過程中，環(huán)烷酸會(huì)受到蒸餾租用影響，發(fā)生濃縮效果，導(dǎo)致環(huán)烷酸的濃度不斷提升，尤其加工的運(yùn)輸設(shè)備主要材料為碳鋼，主要由鐵組成，具有極低的防腐蝕性質(zhì)，碳鋼與濃度較高的環(huán)烷酸接觸后，誘發(fā)腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)[2]。

1.3 如何預(yù)防環(huán)烷酸腐蝕

1.3.1 混煉

混煉指的是將酸含量較低的原油與酸含量較高的原油混合后，發(fā)揮沖淡酸性的效果，以此獲取的原油含酸值較低，可開展下一步的加工工作，這一措施應(yīng)用的主要理論為環(huán)烷酸的酸性較小，其在達(dá)到對(duì)應(yīng)濃度后，腐蝕效果才會(huì)顯現(xiàn)，而通過混合方式，能夠?qū)⒑崃枯^高的石油與含酸量較低的石油相混合，使石油中的酸性物質(zhì)含量低于腐蝕的臨界值，發(fā)揮保護(hù)加工管路和設(shè)備的目的，優(yōu)化防護(hù)效果[3]。只是，環(huán)烷酸在油氣加工中，一旦受到濃縮作用的影響，將直接對(duì)其濃度產(chǎn)生上升效果，降低混煉方式的應(yīng)用效果，所以混煉方式大都作為防酸腐蝕的預(yù)先處置措施進(jìn)行干預(yù)。

1.3.2 緩蝕劑的注射

通過注射油溶性的緩蝕劑，有利于對(duì)石油中的環(huán)烷酸腐蝕效果產(chǎn)生抑制作用。高溫緩蝕劑及5180緩蝕劑的應(yīng)用，均可在不同程度上對(duì)環(huán)烷酸腐蝕效果產(chǎn)生抑制作用，緩蝕劑應(yīng)用過程中的作用機(jī)理為通過緩蝕劑自身成分磷酸酯，使油氣加工中的石油在設(shè)備表面被吸附，于設(shè)備表面位置形成保護(hù)膜，使加工過程中所產(chǎn)生的油氣與金屬內(nèi)壁隔離，降低環(huán)烷酸腐蝕概率。該緩蝕劑在應(yīng)用過程中，具有極高的熱穩(wěn)定性，在溫度較高的情況下也能發(fā)揮顯著效果，所以在油氣加工中被廣泛應(yīng)用。

1.3.3 原油脫酸

這一方式屬于對(duì)油氣加工過程中環(huán)烷酸腐蝕進(jìn)行處理的方法，解決方式為從石油中對(duì)環(huán)烷酸進(jìn)行提取，能夠?qū)Νh(huán)烷酸進(jìn)行消除，且有利于解決環(huán)烷酸的腐蝕情況，增加油氣加工的經(jīng)濟(jì)效益。但是當(dāng)前缺少高效的脫酸方式，缺少煉油企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升策略，也缺少低成本的脫酸技術(shù)，所以并未廣泛推廣應(yīng)用[4]。

2 硫化物的腐蝕及防護(hù)措施

硫化物屬于油氣加工中產(chǎn)生腐蝕的最主要物質(zhì)，硫化物屬于原油中含量較少的成分，其加工過程中，會(huì)產(chǎn)生較為復(fù)雜的幻雪反應(yīng)，以此生成腐蝕性較強(qiáng)的硫化氫和硫酸，硫化物相對(duì)于環(huán)烷酸來說，腐蝕性更為強(qiáng)烈，也缺少有效的預(yù)防措施進(jìn)行管理，對(duì)石油加工質(zhì)量和效率的提升產(chǎn)生了一定的制約作用。

2.1 硫化物的腐蝕原理

硫化物主要包括兩種類型，一種為高溫硫腐蝕，一種為低溫硫腐蝕，低溫硫腐蝕需要在腐蝕環(huán)境下開展，該環(huán)境為HCl+H2S+H2O。該環(huán)境在常減壓蒸餾裝置中較為常見，尤其是在溫度低于150℃的塔頂系統(tǒng)位置發(fā)生幾率較高，在減壓塔、初餾塔及常壓塔頂部時(shí)有發(fā)生。在這一環(huán)節(jié)下，會(huì)產(chǎn)生腐蝕性的化學(xué)反應(yīng)，硫化物的2價(jià)硫離子主要來源于含水的原油混合物之中，硫化氫極易受到電離影響，產(chǎn)生硫離子，該物質(zhì)的腐蝕性效果顯著，一旦設(shè)備和管路被腐蝕，將直接以與鐵銹相似的物質(zhì)形態(tài)存在，脫落后會(huì)在油氣中摻雜，對(duì)設(shè)備的正產(chǎn)運(yùn)行產(chǎn)生不利影響，加大石油提純的困難程度。

2.2 硫化物腐蝕防控方式

2.2.1 抗腐蝕管材的應(yīng)用

碳鋼腐蝕能力較低，為提升油氣加工過程中設(shè)備和管路的抗腐蝕效果，必須對(duì)抗腐蝕管材的材料進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)行油氣加工設(shè)備選擇和管材選擇的過程中，應(yīng)選擇抗腐蝕性能較好的材料。當(dāng)前，市場(chǎng)中應(yīng)用廣泛的抗腐蝕性材料包括合金鋼和合成剛等物質(zhì)。且隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，高分子技術(shù)被廣泛應(yīng)用，高分子合成材料的硬度已經(jīng)能夠符合油氣加工中的抗腐蝕要求，所以可采用高分子合成材料進(jìn)行管材和設(shè)備的設(shè)計(jì)，以此提升管材和設(shè)備的抗腐蝕效果[5]。

2.2.2 原油預(yù)處理

在對(duì)硫化物進(jìn)行處理過程中，應(yīng)遵循一脫三注原則，脫硫后，注入緩蝕劑、脫水劑和中和劑，經(jīng)研究表明，這一方式可有效對(duì)低溫硫腐蝕情況進(jìn)行抑制，在常減壓蒸餾裝置中所應(yīng)用的低溫輕油部位，應(yīng)強(qiáng)化原油預(yù)處理技術(shù)的干預(yù)，需要不斷對(duì)脫鹽技術(shù)水平進(jìn)行提升，采用藥劑工藝防腐劑碳鋼技術(shù)開展，加入藥劑會(huì)對(duì)原油品質(zhì)產(chǎn)生不良影響，必須對(duì)原油的添加量進(jìn)行嚴(yán)格把控，并不斷推進(jìn)新型藥劑研發(fā)工作的開展。

2.2.3 設(shè)備腐蝕情況監(jiān)測(cè)

從硫腐蝕的實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)腐蝕狀況進(jìn)行監(jiān)控，通過現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)技術(shù)和傳感器進(jìn)行監(jiān)管，將其在設(shè)備內(nèi)部安裝，以更好的監(jiān)測(cè)設(shè)備腐蝕情況，對(duì)管材狀況及設(shè)備狀況進(jìn)行檢測(cè)，若是出現(xiàn)腐蝕，必須及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。

3 結(jié)束語

綜上所述，為降低油氣加工過程中設(shè)備腐蝕所產(chǎn)生的損失，必須分析石油加工設(shè)備腐蝕產(chǎn)生的原因，并從根本上對(duì)產(chǎn)生腐蝕的原因進(jìn)行處理，不斷提升油氣加工過程中的防腐蝕效果，增加油氣生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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[5]馬鋼，李俊飛，戴政，等.海底油氣管道腐蝕及防護(hù)研究[J].石油化工腐蝕與防護(hù)，2019，36（01）：5-9.