常減壓裝置主要腐蝕機理分析與防護措施

摘 要：常減壓裝置是煉油廠的第一道加工裝置，其能為下游的裝置提供加工原料。常減壓裝置的腐蝕首先就會對裝置的安全生產造成影響，增加安全隱患，也就進一步阻礙了我國煉油企業的發展。

關鍵詞：常減壓裝置；腐蝕機理；防護措施；

中圖分類號：TE65 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-04-00225-02

引言

本文就針對常減壓裝置中常見的腐蝕類型和機理進行分析和研究，并綜合考慮各個方面的影響因素，力求找出最優的防腐措施，延長設備的使用壽命，推動我國煉油廠的快速發展。

一、常減壓裝置的主要腐蝕類型以及機理的分析

對于煉油廠的常減壓裝置而言，造成其發生腐蝕的根本原因是原油中含有多種成分的雜質，而這些雜質一般都具有較強的腐蝕性，例如硫化物、氮化物、無機鹽氧氣、二氧化碳以及有機酸等雜質，雖然在原油中這些雜質的量并不多，但是其在煉油過程中對裝置的危害性很大，因為其不僅本身具有很強的腐蝕性，而且在一定條件下還能轉變為腐蝕介質。以下就分析常減壓裝置中常見的幾種腐蝕類型。

（一）低溫H2S-HC1-H2O露點腐蝕。一般情況下，能夠發生低溫H2S-HC1-H2O露點腐蝕情況的部位主要集中在常減壓裝置的初餾塔、蒸餾塔的上部、三頂水冷器以及塔頂管線等幾個部位，此種腐蝕類型主要是由原油中含鹽引起的，而且不管原油的種類如何，只要其中含有鹽都會對裝置造成嚴重的腐蝕。在原油中含有的鹽主要有氯化鈉（NaCl）、氯化鈣（CaCl2）、氯化鎂（MgCl2），但是在原油蒸餾加工過程中，這些無機鹽會受熱發生分解或者是水解，從而生成腐蝕性的有機酸以及HCI等腐蝕介質。具體反應過程如下：MgCl2 + H2O Mg（OH）2+ 2HCl↑、CaCl2+ H2O Ca（OH）2+ 2HCl↑。

在上述反應過程中，會有大量的HCL氣體以及有機酸產生，此外原油里面還會有硫化物的產生，而硫化物也會受熱分解產生H2S氣體，因此它們就會隨著油氣一起進入到常減壓裝置的蒸餾塔頂部和冷凝冷卻系統內部。當HCL、H2S這兩種物質都在氣化狀態時，是不會對裝置造成太大的腐蝕，但是一旦當蒸餾塔頂部和冷凝冷卻系統內部出現了水滴時，HCL就會立即溶解在水中，從而形成具有腐蝕性的鹽酸，而此時由于冷凝冷卻系統內部產生的水較少，因而這種稀鹽酸的濃度非常低，只有1%至2%左右，但是這種濃度的鹽酸腐蝕性極強，構成了一個偏酸性的稀鹽酸腐蝕環境。此時再加上H2S的影響，HCL和H2S二者相互促進就會構成一個腐蝕循環，從而導致常減壓裝置設備中的初餾塔、蒸餾塔頂、三頂水冷器等部位容易出現腐蝕的情況。

（二）高溫S-H2S-RCOOH腐蝕。1、高溫硫腐蝕。高溫硫腐蝕主要當環境溫度達到240℃以上才會發生的腐蝕類型，因此其這種腐蝕常發生的部位是減壓裝置的塔底部、爐管以及轉油線等高溫之處。具體腐蝕過程是：在高溫下，首先是原油中含有的部分有機硫化物會轉化為硫化氫和單質硫，二者會在高溫下直接與設備的金屬表面發生腐蝕反應：H2S + Fe →FeS + H2 。此外硫化氫在高溫下也會直接分解成單質硫和氫氣，而單質硫與金屬表面會發生更強的腐蝕反應：S + Fe →FeS。開始時高溫硫的腐蝕速度很快，但是隨著在裝置內壁上出現了硫化亞鐵，其相當于一層防護膜，將腐蝕物與裝置隔開，從而會減慢腐蝕速度。但是環烷酸的存在又會碰壞這層保護膜，發生2RCOOH+FeS→Fe（COOH）2+H2S的反應過程。2、高溫環烷酸腐蝕。在原油中，環烷酸的含量占了酸性物質的絕大部分。環境溫度對于環烷酸的腐蝕性影響非常大，在低溫時環烷酸的腐蝕性不大，但是一旦溫度達到220℃以上，其腐蝕性就會大大增加。環烷酸與金屬表面或FeS表面膜會直接發生反應生成烷酸鐵，如2RCOOH+ Fe= Fe （RCOOH）2+ H2其中產物烷酸鐵是一種油溶性腐蝕物，在工藝物流中該物質會立刻溶解在油中，隨著油一起流走，也不容易在金屬表面形成一層保護膜。這樣金屬表面不斷被暴露，環烷酸就會不斷的與其發生反應，就連硫化亞鐵膜也是不易形成，金屬表面就會遭到嚴重的腐蝕。

二、常減壓裝置腐蝕防護措施

（一）研究原料及產品的防腐性能，加強工藝防腐。加強工藝防腐主要是針對低溫下的防腐采取的一些有效措施，但是針對不同的腐蝕情況要結合實際條件從而確定合理的防腐方案。例如針對低溫下的H2S-HC1-H2O露點腐蝕時，關鍵是加強原油加工過程中的一脫三注工作，一定要嚴格控制常減壓裝置頂部的酸堿度。針對高溫下的環烷酸腐蝕，可以在低溫下通過注入堿性物質、注入緩沖劑、混煉以及原油的脫水脫酸等方法來降低環烷酸的酸性，從而減輕腐蝕的程度。其中再加入緩沖劑的時候要采用多點注入式的方法，而且注入的部位最好是集中在腐蝕嚴重的部位，例如測線回流管。

（二）針對原油生產特點，做好設備選材工作。在常減壓裝置的防腐措施中，為了做好設備的選材工作，同時又要顧忌到原油生產的經濟效益，因此我們要堅持可靠性和經濟相適應的原則，要綜合考慮材料的性能。具體說來就是針對高溫重油部位，我們選用以材料提升為主，工藝升級為輔。例如高溫環烷酸腐蝕情況，由于抗環烷酸腐蝕材料比抗硫腐蝕材料的要求還要高，所以在以加工環烷酸原油來作為設備選材的依據；針對輕油低溫部位，例如低溫下的H2S-HC1-H2O露點腐蝕，就相反，工藝提升為主，而材料為輔。

（三）安裝腐蝕在線監測系統，實現動態監測。腐蝕在線監測系統主要組成包括；監測探針、監控機、采送器以及數據轉換模塊等，通過該系統能夠對常減壓裝置中的腐蝕狀況實現動態監測，從而將設備發生腐蝕的可能性降至最低。

四、結語：

綜上所述，通過對常減壓裝置腐蝕類型和機理進行的分析以及提出的相應防腐措施，希望能夠提高煉油廠生產效率和安全系數，從而促進煉油產業的進一步發展。

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