常減壓裝置低溫腐蝕分析與對策分析

劉鵬 呂恒佳

摘 要：本文從常減壓裝置的特點出發，詳細討論了某煉油企業中常減壓裝置出現的低溫腐蝕現象以及腐蝕原因，針對導致腐蝕的原因提出了防治措施。

關鍵詞：常減壓裝置；低溫腐蝕；防治對策

0引言

我國各個領域在近幾年取得了大幅度的進步，市場經濟也不斷發展，經濟的發展提高了對能源的需求量，煉油企業為了增加企業的收益率，常常采用降低原油品質的方法，企業降低原油成本主要通過增加劣質原油比例的方法，含硫高酸的原油品質較差，原油中含硫和較高的酸性很容易導致原油企業生產線中裝置腐蝕，并且這種惡化的趨勢與日俱增。在煉油企業進行原油加工的生產線上，常減壓裝置是一個非常關鍵的環節設備，常減壓裝置在煉油企業生產過程中受到嚴重的腐蝕，而在常減壓裝置的腐蝕過程中，常頂的低溫部位腐蝕作用最具有代表性。以某常減壓蒸餾裝置為例，設計其每年可以生產1000萬噸原油，該常減壓裝置所需要煉制的原料是沙輕原油和沙重原油，在原油實際的生產過程中采用沙中和沙重原油為主要生產原料。設計采用三種方式進行蒸餾，它們分別是閃蒸分餾、常壓分餾和減壓分餾。為了實現平均每年增加200萬噸的原油產量，需要對閃蒸塔進行設備改造，改造其成為初餾塔，初頂冷卻系統不進行升級換代，仍然采用原來的常頂系統，在此基礎上又豐富了冷卻回流的功能。此項目完成并進行使用后，多次發現該設備的低溫部位出現腐蝕，腐蝕使得設備減薄嚴重，甚至出現泄露的問題。這種腐蝕現象已經嚴重影響了常減壓蒸餾設備的安全使用和連續性生產，極大的損害了企業的利益。

1常減壓裝置低溫腐蝕情況分析

1.1常壓塔頂餾出線腐蝕

起初09Cr2AlMoRE是年生產量提高目標設定之前所使用的空冷設備材料，使用了3年的時間均沒有發生泄露的事件，除了空冷器材之外，發現換熱器和出口管線有一定的泄露情況，這種泄露恰恰是腐蝕導致的。

1.2空冷腐蝕情況

2011年8月對所有常頂空冷器材進行全面的檢修，檢修過程中沒有更換材料，然而在檢修過后三個月左右全部常頂空冷器材都出現了泄露的現象，泄露現象出現后，對所有的常頂空冷器材進行了同材料更換，三個月之后故障情況復現。觀察故障的情況并沒有發現泄露的位置有規律性，而是出現在兩邊和中間的任意位置，管束的入口和出口也均有泄露。故障現象第二次復現后的八個月之內，多次采用空冷切除應急手段，并多次采用緊急堵管處理以降低損失。經討論將材料更換為2205雙相鋼作為替代材料，此后一年的時間內腐蝕和泄露的情況有所好轉，但仍然在一年之后出現了兩處腐蝕引發的穿孔。

2腐蝕原因

2.1原油劣質化

2011年8月大檢修之后，所加工的原油中含硫量、含氯量、含有機氯量以及含酸量都有一定的提高，分別較大檢修之前提高了3.33、10.5、7.5以及5.25個百分點。這種情況下脫后的原油含氯的量依然居高不下，每公斤原油中含有氯約為10毫克，有機氯在脫后的原油中占比較大，每公斤原油中約含有8毫克以上的有機氯，有機氯經過加熱爐等高溫環境在三塔頂部產生大量氯離子，形成銨鹽引起垢下腐蝕。

2.2工藝流程變化

上文所述的原油生產線及設備升級于檢修前2個月完成，生產能力得到顯著提升，設備方面閃蒸餾塔進行了設備革新，變為初餾塔，常頂的流程也出現變化。原有的常頂流程是由常壓的塔頂到換熱器，再依次到空冷器和回流罐。而變更之后的常頂流程變成常壓塔頂到空冷器再到回流罐，換熱器的環節設備被取消，使得常頂流程不適用于常頂生產特點，工藝流程存在不合理的設計思路。

2.3運行參數變化

2011年閃蒸塔進行了技術改造之后，常壓塔頂由于初餾塔的技術改造而顯著降低了塔頂油氣量，初餾塔可以分餾出原油中絕大多數的輕油，輕油量的顯著減少相當于提升了油氣中氯和硫化氫等物質的密度，造成這類腐蝕介質密度顯著增加，塔內氣液分布變差的情況也隨之而來，久而久之塔頂結鹽現象惡性循環。

2.4原料性質變化大

這套原油蒸餾系統在大修之后加工的原油種類非常多，共加工過23種原油的品種。所加工的原料性質都不一樣，品種更換后其原料性質有顯著的變化。經檢測統計分析可知大修之后這個生產階段一些腐蝕性物質含量在原油中含量都較高，此裝置的特點是在對高硫含量和高酸含量的原油時，低溫部位的腐蝕概率和腐蝕情況都明顯高于高溫部位，常頂的含硫污水氯離子濃度也是居高不下，其濃度遠遠高于同類型的兄弟企業。原油中的含氮化合物會產生一定量的氨，氨、氯以及硫化氫在油氣的升騰作用下到達塔頂，經冷卻后凝結為氯化銨而成鹽，塔頂受到沖刷作用的影響，凝結于塔頂的氯化銨等鹽類無法持續的依附于塔頂，而是被沖刷至塔底的塔底的塔盤處，塔盤不僅被鹽類物質堵塞，又能跟水結合而成為酸性物質，對塔壁和塔盤的連接處造成嚴重的腐蝕。

3腐蝕防治對策分析

煉油廠的常減壓蒸餾裝置低溫部分腐蝕的防范可以從注堿工藝來解決，注堿對酸腐蝕有顯著的抑制效果，但由于后續裝置催化劑依然會受到鈉的影響，因此注堿的方法已經被叫停，但注堿在全世界范圍內仍然是一種行之有效的腐蝕抑制工藝，很多國家依然在采用注堿的方法來抑制酸的腐蝕。若渣油進焦化，不進催化，就可以規避鈉在催化劑中的作用和影響，此時注堿仍然是行之有效的方案，是切實可行的。特別是在原油中有大量有機氯時，注堿工藝對降低低溫腐蝕的效果更為明顯。

將高硫、高酸原油與相對硫、酸值較低的原油進行混合，或對于劣質原油進行有控制的摻煉，將加工原油的硫含量、酸值控制到裝置設防值以下，使得腐蝕能夠得到控制，是最有簡單有效的方法，它可以作為加工劣質原油的首選方法。但由于不同原油組分不同，在混煉、摻煉時應當保持穩定的混合摻煉量，避免不同原油量的不穩定造成裝置的波動。

參考文獻

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作者簡介

劉鵬（1984.08--）性別：男，籍貫：山東省菏澤人，民族：漢族，學歷：本科，畢業于山東科技大學，現有職稱：注冊安全工程師/助理工程師；研究方向：石油化工。

（作者單位：江蘇新海石化有限公司）