關于常減壓裝置塔頂系統腐蝕與控制技術的探討

范江偉（中國石油長慶石化分公司，陜西 咸陽 712000）

隨著我國工業化的不斷發展，原油提煉企業獲得了飛速的發展，但在發展過程中，也存在著原油劣質化的問題，并且該問題的嚴重度日益上升，隨著煉油企業加工高硫、高酸及高鹽原油的比重日益加大，加速了對蒸餾裝置的腐蝕，令裝置的防護面臨巨大的困難。上述問題需要煉油企業做出必要改進。

1 蒸餾裝置塔頂系統的腐蝕狀況

1.1 塔頂冷凝系統的腐蝕成因

蒸餾裝置受腐蝕的原因為原油中的氯化物與硫化物受熱分解，與水蒸氣產生冷凝反應而形成的HCl-H2S-H2O腐蝕環境。其中H2S來自于原油中H2S與硫化物在化學作用下產生，而氯化物為無機與有機之分。其中無機氯鹽易受熱產生水解，如：

MgCl2+2H2O→(120℃)Mg（OH）2+2HCl

NaCl+H2O→（232℃）NaOH+HCl

原油中不含天然的有機氯化物，而其中的氯化物是原油提煉過程中添加含氯化學助劑所致。原油電脫鹽技術無法實現排除有機氯化物，導致在蒸餾裝置中一定的有機氯化物發生水解反應，進而形成HCl，反應如下：

R-Cl+H2O→R-OH+HCl

1.2 塔頂冷凝系統的腐蝕機理

氯化物與硫化物隨油氣進入蒸餾塔頂與冷卻系統，隨著溫度的降低，硫化物與氯化物與冷凝水融合在一起，達到一個較低的pH值，從而形成了一個腐蝕性極強的鹽酸腐蝕環境。

隨著冷凝水的不斷增加，pH值漸漸升高，腐蝕度在此時較小，但隨著硫化物在冷凝水中的融度逐漸升高，使得水中的H+含量驟增，促進了氫的去極腐蝕反應，因此，該腐蝕類型為HCl-H2S-H2O[1]。

2 塔頂冷凝系統的工藝防腐措施

對塔頂冷凝系統的防腐措施在當前階段以工藝防腐為主，材料防腐為輔。首先說工藝防腐，其方法為原油電脫鹽、注堿、注水、注中和劑與緩蝕劑。但隨著提煉技術與方法的發展，加重了原油中的金屬含量，因注堿導致重油中的Na+含量極具增加，對催化劑的特性產生較大影響，同時也易引起管線開裂的問題出現。基于此，我國將“一脫四注”的防腐措施改為了“一脫三注”。

此外，國際上在蒸餾裝置防腐蝕的工作上停止了對中和劑的使用，開始嘗試“一脫二注”的防腐方法，但發展效果不佳，未能實現較大范圍的推廣。基于此，當前階段我國常減壓蒸餾裝置的防腐舉措仍然以“一脫三注”為主要方法。

2.1 原油電脫鹽

所謂的原油電脫鹽是指利用該技術將原油中的鹽、水及雜質進行脫除，是控制稀鹽酸腐蝕的重要一項環節，在脫水過程中將造成腐蝕的氯化物與硫化物脫除是防止腐蝕問題出現的根本方法。

隨著我國工業技術的發展，電脫鹽技術也經過不斷的創新與發展，不斷出現新的電脫鹽技術。該技術主要有兩種，分別為常規交流電脫鹽技術與交直流電脫鹽技術。

2.2 中和劑

中和劑對氯化物與硫化物的腐蝕起到一定的預防作用，當前階段我國的煉油企業所使用的中和劑為無機氨，價格低廉，易于獲得，但由于其溶解度較低，未能實現對腐蝕部位受損的有效控制，同時中和劑的使用，導致冷凝水中的pH值產生較大的波動，其防腐蝕效果較不穩定，從1970年代起，國際上開始以機胺取代無機氨，其較無機氨的中和能力較強，可與稀鹽酸產生冷凝，令pH值較易控制，但經研究表明，有機胺結晶溫度較高，當溫度過高時易產生積鹽，并且其價格較高。基于此，多采用二者相混合的形式使用。

2.3 成膜緩蝕劑

塔頂系統的防腐工作中，所使用的緩蝕劑有兩種形式，分別為水溶與油溶之分。其中，水溶性緩蝕劑的“極性”頭部與金屬表面相接觸，尾部則處于水中，在“極性”頭部的分布不均勻的情況下，將導致水分子與金屬表面接觸，形成對裝置的腐蝕。油溶性緩蝕劑的“極性”頭部同上，而尾部則置于油中，水分子難以接觸金屬表面，不易產生腐蝕，因此對設備的保護能力較強。

常減壓蒸餾裝置塔頂冷凝系統的緩蝕劑主要包括吡啶衍生物、長碳鏈酰胺、季胺鹽類型化合物等。由于上述表述中，水溶性緩蝕劑存在較大的弊端，因此國際上對緩蝕劑的研究從水溶性緩蝕劑逐漸轉向了油溶性緩蝕劑，如咪唑啉衍生物擁有較好的相溶性與熱穩定性、較高的成膜性與較低的毒性的良好特性，成為近年來發展較為迅速的緩蝕劑。

2.4 注水

注水的目的有兩方面的原因，其一注水可令管線的露點部位向外移動，將腐蝕物的濃度調低，從而減輕腐蝕溶液對冷凝裝置的侵蝕。其二，由于中和劑的使用將導致氯化物與胺化物發生化學反應形成沉淀，因此，注水可起到防止化合物沉積。通常情況下冷凝裝置的注水量在5%--8%左右[2]。

3 結語

綜上所述，本文通過分析常減壓蒸餾裝置的冷凝系統的腐蝕狀況的研究，分析出了產生腐蝕的原因以及腐蝕的機理，并進一步介紹了塔頂冷凝系統的工藝防腐措施，分別為原油電脫鹽、注中和劑、注成膜緩蝕劑、注水四大舉措，對以上四種方法的合理運用，可有效防止塔頂冷凝系統所受腐蝕的程度。

[1]陳洋.常減壓裝置塔頂系統腐蝕與控制技術現狀[J].全面腐蝕控制,2011,25(08)：10-13.

[2]李慶梅,馬紅杰,黃新泉.常減壓蒸餾裝置塔頂冷凝系統的腐蝕與防護[J].石油化工腐蝕與防護,2015,32(04)：33-35.