煉油設(shè)備腐蝕的機理及預(yù)防對策分析

劉業(yè)宏

中國石化青島煉油化工有限責(zé)任公司 266500

引言

在我國，石油加工在國民經(jīng)濟中有著重要的地位。然而，在石油加工的過程中其設(shè)備的腐蝕問題也為企業(yè)的安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)重威脅。石油石化加工設(shè)備腐蝕還會導(dǎo)致企業(yè)在經(jīng)濟方面巨大的損失。因此設(shè)備的防腐工作已經(jīng)是成為石油生產(chǎn)加工過程中的重要內(nèi)容。

一、對石油煉油設(shè)備的腐蝕機理進行分析

石油不斷過度開采將會導(dǎo)致其質(zhì)量直接的下降，從而使低質(zhì)石油中的雜質(zhì)以及硫等成分破壞石油煉油設(shè)備的表層，最終導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

1.石油當(dāng)中的雜質(zhì)腐蝕

石油的成分因產(chǎn)地不同而異，主要包括烷烴、芳香烴與環(huán)烷烴等成分，這些成分本身不具有腐蝕性，煉油設(shè)備出現(xiàn)腐蝕主要來自石油中的無機鹽、氮化物、硫化物以及水、酸等雜質(zhì)，雖然這些成分在石油中含量較少，但是這些成分對于金屬的腐蝕作用十分大，特別是在低質(zhì)石油中雜質(zhì)的成分也會比較多，從而所造成的腐蝕性會更大。在石油中有一部分雜質(zhì)本身就會對金屬有一定的腐蝕性，也有的是在石油加工過程中才出現(xiàn)腐蝕性，比如水以及氫元素等在高溫環(huán)境便會出現(xiàn)腐蝕性。在原油運輸、加工過程中，主要有硫腐蝕和環(huán)烷酸腐蝕。其中，硫腐蝕不是孤立存在的。硫和無機鹽、環(huán)烷酸、氮化物、水、氫、氨等其它腐蝕性介質(zhì)共同作用，形成多種復(fù)雜的腐蝕環(huán)境。而環(huán)烷酸和硫的相互作用和相互制約、促進使腐蝕問題變得錯綜復(fù)雜。所以，在石油煉制過程中應(yīng)采取積極對策，使煉油設(shè)備腐蝕情況處于可控范圍。

2.石油中的硫有較高的腐蝕性

目前，原油中的硫?qū)υO(shè)備腐蝕危害性最大，其中包括硫、硫化氫以及二氧化硫等活性以及非活性的化合物。其中，活性的硫?qū)篃捰驮O(shè)備直接受到腐蝕。然而非活性的硫本身沒有金屬腐蝕性，而在石油煉制過程中轉(zhuǎn)化成為活性硫才有腐蝕性，在對石油進行二次加工的過程中其腐蝕性將會增加，所以，石油中的硫腐蝕將會貫穿于石油煉制的全部過程，同時對煉油設(shè)備的腐蝕性影響十分嚴(yán)重。從腐蝕環(huán)境考慮硫腐蝕可分為兩種，一種是高溫含硫化合物腐蝕。第二種是低溫輕油部分的腐蝕。高溫含硫化合物的腐蝕環(huán)境是指240℃以上的重油部位硫、H2S和硫醇形成的腐蝕環(huán)境。典型的高溫含硫化合物腐蝕環(huán)境存在于常減壓蒸餾裝置塔底管道及換熱器，加氫裂化等臨氫裝置中，由于氫氣的存在加速了硫化氫的腐蝕，在240℃以上形成高溫腐蝕環(huán)境。而低溫輕油部分的腐蝕主要是原油中存在的有機含硫化合物在加工過程中形成的腐蝕性介質(zhì)在裝置的低溫部位（特別是氣液相變部位）造成的腐蝕，煉油設(shè)備在低于150℃有液相水存在的部位腐蝕，如常減壓裝置塔頂循環(huán)系統(tǒng)及加熱爐余熱回收系統(tǒng)。在石油煉制過程中，硫成分的腐蝕是其重要的腐蝕機理，因此，在對石油裝置防腐的過程中必須要對硫成分進行有效的控制。

二、相關(guān)的防腐措施

1.關(guān)于腐蝕機理方面的措施

上述過程中，對煉油設(shè)備腐蝕機理已經(jīng)有了一定的了解，主要包括了雜質(zhì)成分以及硫成分等，所以針對設(shè)備腐蝕機理過程中的腐蝕防控即是要將石油或中間產(chǎn)物中的腐蝕性介質(zhì)與設(shè)備本體脫離或減少其接觸時間，從而能夠?qū)ιa(chǎn)中的設(shè)備腐蝕進行有效的降低，生產(chǎn)過程中進行雜質(zhì)的脫除，保障其后續(xù)加工裝置的安全生產(chǎn)運行。

2.原油選擇

對煉油設(shè)備進行防腐控制首先就是要對原油進行篩選，以此來保證優(yōu)質(zhì)原油能夠生產(chǎn)出高質(zhì)量的石油產(chǎn)品，同時對于加工油品不同的煉廠、不同的工藝體系對油品的評價標(biāo)準(zhǔn)是不同的，基礎(chǔ)指標(biāo)不同的原油對生產(chǎn)工藝的影響極大，包括整套煉化系統(tǒng)的工藝路線、裝置選擇、煉化催化劑的使用、溫度控制、泵的輸送能力等很多細(xì)節(jié)都有很大差別，往往會根據(jù)某個穩(wěn)定的油品來源專門建立一套生產(chǎn)裝置，所以保證油品來源及組成穩(wěn)定是保證加工過程穩(wěn)定可靠的前提和必要條件，同時也減少了因原油品質(zhì)波動帶來的對設(shè)備的沖擊。

3.煉油設(shè)備選材的防腐措施

對煉油設(shè)備進行防腐控制最重要的是對煉油設(shè)備的材質(zhì)進行選擇。石油設(shè)備加工制造的過程中所使用的純態(tài)金屬比較少，對石油設(shè)備加工制造的過程中多用兩種或者是多種金屬制造的合金做為其加工材料，所以應(yīng)選擇正確的設(shè)備材料平衡成本與效益間的矛盾，如管道使用Cr5Mo鋼，但蒸汽凝液彎頭等沖刷腐蝕嚴(yán)重的部位可選用316L鋼。或加大管道管徑，降低流速，或在設(shè)計時加大管線轉(zhuǎn)彎半徑來降低沖刷。施工過程中，對操作溫度高于90℃的碳鋼設(shè)備及管道，進行焊后消除應(yīng)力熱處理，防止堿性條件下由碳酸鹽引起的應(yīng)力腐蝕開裂。同時防腐性的煉油設(shè)備在和石油接觸的部分存在著一層保護膜，這層保護膜也能夠起到防腐蝕的作用，因此，在對設(shè)備維修的過程中必須要對保護層進行檢查，在裝置停工、檢修過程中應(yīng)嚴(yán)加防護，防止外界的氧和水分等有害物質(zhì)進入系統(tǒng)，以防止由于保護膜破壞導(dǎo)致設(shè)備腐蝕。

4.煉油加工方面的防腐措施

對煉油設(shè)備防腐工作的加強必須要制定出相應(yīng)的油氣工藝對策。在對石油進行加工的過程中其防腐措施主要是對原有的腐蝕雜質(zhì)進行脫除，通過加入緩蝕劑等方法來對原有的活性成分進行降低，這樣能夠起到一定的防腐作用。對于防腐工藝的加強主要是方法是”一脫四注”，一脫主要是指對原油的無機鹽進行脫洗。四注主要是堿、氨、堿性水以及緩蝕劑的加注，這種方法是目前我國石油加工進行低溫環(huán)境防腐的有效措施。

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