常減壓蒸餾裝置腐蝕與防護

摘 要：隨著社會的發展，石油需求量越來越大，煉油廠的工作量隨之猛增，這對常減壓蒸餾裝置帶去了極大的挑戰。加工高硫原油導致常減壓蒸餾裝置的防腐工作難度增大，而裝置的防護與企業經濟效益息息相關。本文對常減壓蒸餾裝置的腐蝕與防護進行了探討，闡述了硫腐蝕特點、機理，裝置腐蝕情況、原因，并對防護措施提出了建議。

關鍵詞：常減壓蒸餾裝置；裝置腐蝕；防護措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.013

石油需求量迅速增長導致中國進口原油量不斷增加，這使相當一部分的煉油廠面臨著加工高硫原油的問題。原料硫含量的提高和大幅波動使裝置腐蝕問題更加嚴重，為此，研究硫腐蝕的特點、機理，分析裝置腐蝕情況、腐蝕原因，有針對性的制定防護措施是企業必須重視的工作內容，具有很重要的現實意義。

1 硫腐蝕特點及其機理

1.1 腐蝕特點

原油中所含的硫分有兩種，一種是活性硫，能通過直接與金屬作用而腐蝕裝置，如硫化氫；一種是非活性硫，不能直接作用于金屬，但可以在高溫高壓等條件下轉化為活性硫。原油中硫分對煉油裝置的腐蝕作用存在于煉油的整個過程。原油硫含量與其對裝置的腐蝕度之間對應關系并不精確，腐蝕度主要取決于硫分的種類、含量、穩定性。對裝置有腐蝕作用的硫分是單質硫等活性硫，原油中活性硫的含量與裝置腐蝕強度成正比，但油中非活性硫在容易轉化成活性硫的環境下也會嚴重腐蝕裝置。硫腐蝕的腐蝕對象多，腐蝕環境多元，硫分之間的轉化復雜，增加了防護工作難度。

1.2 腐蝕機理

如果將原油加熱溫度作為劃分標準，常減壓蒸餾過程可分為220～240℃、355～365℃、390～400℃三個階段。第一階段發生在初餾塔，第二階段在常壓塔進行，這兩個階段中原油中存在硫化氫、氯化氫、水蒸氣，發生硫化氫—水蒸氣—氯化氫型腐蝕；第三階段在減壓塔中進行，溫度升至400℃左右，油中非活性硫分解，活性硫含量增加，裝置腐蝕更加嚴重。即低溫部位裝置腐蝕類型為硫化氫—水蒸氣—氯化氫型，高溫部位發生的腐蝕則主要為活性硫造成的腐蝕。此外，原油中無機鹽和有機氯化物的分解產物也對裝置有腐蝕作用。如氯化鎂的分解產物氯化氫在水蒸氣存在的條件下與鐵反應生成氯化亞鐵，溶于水。

2 裝置腐蝕具體情況

2.1 管線腐蝕情況

腐蝕程度比較大的管線主要為一些工藝管線，如常減壓塔塔頂的系統工藝管線。比較典型的管線腐蝕情況如下。常頂管線和減頂管線的腐蝕表現為內表面坑蝕，管線內表面能觀察到麻坑，其腐蝕介質均為硫化氫—水蒸氣—氯化氫；而減壓管線、減五線、減二中管線則表現為沖刷腐蝕，腐蝕介質為高溫硫和環烷酸。

2.2 換熱設備腐蝕情況

除一些工藝管線遭到嚴重的腐蝕，換熱設備的腐蝕程度也很嚴重，而換熱設備腐蝕引起的事故也屢見不鮮。一般使用三年左右的減壓渣油換熱器就會出現輕微的腐蝕情況，但設備的管板、管口及管束表面尚未出現浮銹，焊縫依然完整，管束殼程完好。

2.3 典型塔類裝置腐蝕情況

常減壓蒸餾裝置的主要裝置包含塔類設備，為此，塔類設備是設備檢修的重點對象。在每次設備檢修工作中，塔類的腐蝕情況都需要工作人員詳細調查，并進行分析，以找出有效的防護措施。塔類設備腐蝕情況比較復雜。其中，常壓塔腐蝕比較嚴重的部位是塔頂、進料段及塔底。其塔頂的腐蝕類型主要為坑蝕、垢下腐蝕；進料段則以沖刷腐蝕為主，表現為裝置均勻變薄，出現沖刷的溝槽；塔底的腐蝕類型為均勻腐蝕，裝置均勻變薄。減壓塔整體腐蝕不嚴重，但減三管線和減四管線的填料卻因其本身厚度不夠，加之被腐蝕出現塌陷現象。其中減三管線腐蝕介質為硫化氫—環烷酸。

3 裝置腐蝕原因

常減壓蒸餾裝置的腐蝕與餾分中硫含量密切相關。初餾塔、常壓塔、減壓塔的塔頂都處于濕硫化氫環境中，自然容易被腐蝕；而常壓塔下部及塔底的管道、渣油換熱器則處于高溫環境中，活性硫化物使其腐蝕嚴重。減壓塔下部及填料腐蝕則由高溫硫腐蝕和環烷酸的腐蝕作用引起。

4 防護措施

4.1 低溫部位

根據低溫部位的腐蝕類型及具體腐蝕情況，對低溫部位的防護措施如下。首先，常壓塔塔頂換熱器可從工藝防腐蝕方面做起。如采用更有針對性、更有效的中和劑和緩蝕劑：通過對塔頂物質成分的分析選擇更合理的中和劑，將酸堿度控制在中性范圍左右；選擇能均勻穩定成膜的油溶性緩蝕劑。又如調節塔頂注水量及流程，改善原油脫鹽效果以降低無機鹽對裝置的腐蝕效果。其次，對減壓塔的防護措施主要為選取更科學合理的管板材質，采用無縫雙相不銹鋼鋼管。至于常壓塔塔頂，可以通過加強工藝、選用雙相鋼作為塔頂內構件及頂封頭材質達到防腐蝕的目的。

4.2 高溫部位

高溫部位的防護措施主要應從改善材質入手。此外，還可以開展腐蝕監測工作，定點測量管線等的厚度；安裝在線腐蝕檢測系統，對腐蝕嚴重的部位進行實時監測；進行氫通量測試。

4.3 工藝操作

對常減壓蒸餾裝置腐蝕進行分析后不難發現，腐蝕物質主要為原油中的鹽類、含硫化合物、羥基化合物等，這些物質在高溫條件下生成腐蝕性物質導致設備受損。為此，從工藝操作方面對裝置進行防護可以從以下幾個方面做起。首先，對原油進行電脫鹽。這可以有效減少原油中氯離子的存在，從根本上降低裝置腐蝕度。其次，根據科技的發展選擇新型、有效的緩蝕劑。再次，對裝置結構進行優化。裝置結構如果能使介質均勻流動、分配，則能有效減少沖刷造成的腐蝕。

5 小結

常減壓蒸餾裝置的狀態直接影響到原油加工的效率和質量，也對企業的經濟效益有著影響作用，同時還是國家工藝水平的標志。采用優質的材料可以使裝置的耐腐蝕能力增強，工藝的改進可以降低原油加工對裝置的腐蝕效果，在線監測系統能及時有效控制腐蝕度。

參考文獻：

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作者簡介：趙艷玲（1968-），女，陜西西安人，大專，助工，研究方向：石油煉制化工。