常減壓裝置低溫部位腐蝕及防腐措施探討

管志軍，柴文正，韓國棟

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常減壓裝置低溫部位腐蝕及防腐措施探討

管志軍，柴文正，韓國棟

（中海油（青島）重質油加工工程技術研究中心有限公司， 山東 青島 266500）

隨著國內原油品質的劣化以及進口含硫原油數量的增加，常減壓裝置面臨著越來越嚴峻的防腐問題，能有效的緩解常減壓裝置的腐蝕問題已迫在眉睫。通過對常見的幾種低溫部位腐蝕機理的研究，找出了影響其腐蝕的各種因素，并提出了一些防腐對策。

常減壓；腐蝕；措施

近些年來，中國原油加工量和原油進口量不斷增長，許多煉油廠采購硫含量或酸值較高的原油以降低原油采購的成本。因此導致裝置的安全生產和設備防腐都受到很大的影響。本文通過了解一些企業的狀況，分析了當前常減壓裝置在低溫部位存在的腐蝕情況并提出了一些建議和措施。

1 危害

常減壓蒸餾作為煉油的第一道加工工序，為下游裝置提供所必需的原料，它的腐蝕首先影響了裝置的安全生產；而設備腐蝕受到損壞，還需要耗費大量的資金去修復和更換，并且腐蝕的產物留在產品中影響了產品的質量，對下游的裝置也造成了危害。

2 低溫部位腐蝕原理

低溫腐蝕的主要腐蝕介質是HCl-H2S-H2O，低溫腐蝕主要發生在常減壓裝置的初餾塔、常壓塔和減壓塔頂部和塔頂的冷凝冷卻系統。腐蝕的原因是原油中含有氯化物，包含氯化鎂、氯化鈣及氯化鈉等。即便經脫鹽后還會含有微量Mg2+、Ca2+和Na+，氯化鎂和氯化鈣在200 ℃以下開始水解，氯化鈉在300 ℃時亦發生水解[1]，生成氯化氫，隨油氣上升到分餾塔頂部，當它們為氣體時沒有腐蝕性，由于塔頂溫度較低特別是空冷入口處原油和汽提蒸汽帶入的水蒸汽開始凝結為水珠時遇到HCl氣體形成鹽酸，并產生強烈的腐蝕作用，這種腐蝕一般是發生在初餾塔頂、常壓塔頂、減壓塔頂和空冷入口及塔頂回流入口的塔盤處，具體的化學反應如下：

MgCl2+2H2O→Mg（OH）2+2HCl

CaCl2+2H2O→Ca（OH）2+2HCl

Fe+2HCl→FeCl2+H2

當有硫化氫存在時，發生下列化學反應：

FeCl2+H2S→FeS↓+HCl

Fe+H2S→FeS↓+H2

FeS+2HCl→FeCl2+H2S

以上化學反應形成循環反應，導致腐蝕不斷加劇。因此盡量降低原油中的鹽含量對常減壓裝置的防腐有著十分重要的意義。而如今大多數煉油企業常減壓脫后原油含鹽量基本上可以達到3 mg/L以下的指標，但是仍有不少企業把原油含鹽的危害忽視了，脫后原油含鹽超標，有些企業脫后含鹽甚至達到了10 mg/L，即便是脫后原油含鹽量達標的企業，尚且存在冷凝水鐵離子超標的情況，那些不重視的企業，其裝置的腐蝕程度也就顯而易見了。所以，開好原油電脫鹽，管理好“一脫三注”十分重要。

3 防腐措施

3.1 工藝防腐措施

3.1.1 優化電脫鹽系統注水

電脫鹽系統的注水采用的是通過污水汽提裝置處理后的凈化水。電脫鹽注水的作用是溶解原油中的無機鹽，隨著洗滌水的脫出而將鹽分脫出。原始的低速電脫鹽注水量大約是原油加工量的3％，為了加快鹽類溶解的速度，我們把電脫鹽的注水量提高至原油加工量的5％，注水方式改為先將洗滌水注入二級脫鹽罐，再將從二級脫鹽罐脫出的水注入一級脫鹽罐，一級脫鹽罐脫出的污水經冷卻換熱后排至污水處理。

3.1.2 選擇合適的破乳劑并改變破乳劑注入方式

破乳劑可以使原油乳化液中的油水液膜遭到破壞從而達到破乳效果，破乳效果的好壞對電脫鹽的脫鹽效果影響很大。洛陽華工實業有限公司針對俄羅斯原油的性質和裝置的操作條件進行原油破乳模擬試驗。采用先進的油溶性破乳劑替代傳統的水溶性破乳劑。研制出SH─9303型油溶性破乳劑。經實驗室評價確定注入量為原油量的4.51μg/g?？梢赃_到脫后原油的含鹽量小于3 mg/L、含水量小于0．3％、脫出的污水含油量小于100μg/g的指標要求[2]。

為了使油溶性破乳劑和原油充分混合，改變破乳劑在電脫鹽罐前注入的傳統注入方式，將破乳劑移至原油泵入口處，通過利用原油泵內葉輪高速旋轉，使其充分混合后進入電脫鹽，獲得了很好的脫鹽效果。

并不是某種破乳劑在別的企業效果良好在自己的企業就一定也適用，破乳劑的選用還是需要根據企業自身煉制的原油性質謹慎做出合適的選擇，嚴格控制其注入量。

3.1.3 塔頂三注

在塔頂餾出線上注氨中和生產過程中產生的氯化氫和硫化氫調節塔頂PH值是低溫部位防腐的一項重要措施。緩蝕劑的注入也是防腐過程中不可或缺的一個重要環節，緩蝕劑分子內含有極性基團，它可以附著在金屬表面形成保護膜[3]，能有效的隔離腐蝕介質，保障設備的安全。注水的作用在于可以使露點前移還可以溶解洗滌生產過程產生的氯化銨。

目前塔頂“三注”部分尚存在很多問題需要我們進行很多改良措施才能盡可能有效的減輕設備腐蝕，主要問題包括以下幾個方面：

1）每次配置的氨水濃度不可能精確一致，注氨的量不好控制，導致塔頂水pH波動較大，對此需要實施定時監測塔頂pH值，及時對注氨量作出有效的調整；

2）有些裝置塔頂注水運行不正常，無法達到預期效果，對此可以配備精準的流量計，按時做好注水量記錄，不正常時馬上排除問題；

3）緩蝕劑的選擇不當，每一種緩蝕劑都有它的pH值適用范圍，在這個范圍內能把腐蝕速率降到最低。此外緩蝕劑的用量也有一個適宜的范圍，用量太大不但不會增加保護作用，反而增加了開支，用量太少達不到緩蝕作用，反而還會增加腐蝕。對此要嚴格篩選合適的緩蝕劑，嚴把質量關，嚴格控制注入量。

3.2 設備選用合適的防腐材料

3.2.1 設備和內件的選材

選用合適的防腐蝕材料作為設備和塔內件的選材可以明顯的降低設備的腐蝕速度。國內煉廠常用的耐腐蝕材料主要有鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼等。國內煉制含硫原油一般采用碳鋼OCr13Al或者是碳鋼HastelloyC-4，內件用OCr13Al或HastelloyC-4[4]。

塔頂冷凝系統管線采用碳鋼，冷凝器管束采用鈦材料?？绽涔苁褂免伈摹5]對于該部位材料防腐統一管理措施和設施的缺乏時裝置產生腐蝕不能長周期運行的重要原因之一。

3.2.2 表面的防護隔離

表面的防腐隔離材料主要是防腐涂層或鍍層。它本身具有良好的耐蝕性，與金屬基體有良好的結合力，可以在金屬表面形成防護隔離層，從而達到防腐的目的，提高了設備的壽命。其特點是成本很低，一般塔頂空冷器和冷換設備應用可靠地涂層后，使用壽命可成倍提高。

4 結論

常減壓裝置生產過程中產生的低溫露點腐蝕情況日趨嚴重，嚴重影響了裝置的安全生產，損害了公司的經濟效益，對工人的人身安全也有著重大的威脅，因此要求我們必須把裝置的低溫露點部位防腐工作放在一個重要的位置來對待。

對此首先在設備的選材上應該給與足夠的重視，根據加工原油的性質，以及針對日常生產中易于發生腐蝕的部位進行合理的選材，表面做合理的防護隔離層；在工藝上，開好電脫鹽工藝，做好塔頂“三注”工作也是十分必要的。只有同時做到以上幾點才能有效的減緩常減壓的低溫露點腐蝕，為裝置的正常持續生產提供保障。

［1］曹東學．常減壓裝置腐蝕及應對措施[J].石油化工設備技術，20056,26（4）：36.

［2］郭樹峰，于四輝．常減壓裝置塔頂系統的腐蝕機理與防腐措施[J]. 中外能源，2010，15:98-102．

［3］劉銳，蔡萌，王繼國．常減壓裝置煉制大慶原油的腐蝕原因分析[J].化工科技市場，2010，8(8)：9-12．

［4］林紅先，常減壓裝置低溫部位露點腐蝕研究[D]. 西安:西安石油大學碩士學位論文.

［5］謝水海.常減壓裝置工藝設備腐蝕狀況分析[J].石油化工設備技術，1999，20（1）：55.

Study on Corrosion of Low Temperature Part of Atmospheric and Vacuum Plants and Anticorrosive Measures

，，

（CNOOC (Qingdao) Heavy Oil Processing Engineering Research Center Co., Ltd., Shandong Qingdao 266500, China）

With the deterioration of the quality of domestic crude oil and the increasing number of imported sour crude oil, the atmospheric and vacuum distillation unit is facing more and more serious corrosion problems, how to relieve the corrosion problems effectively is imminent. In this paper, through research on several common low temperature corrosion mechanisms, the various factors to affect the corrosion were found out, and some countermeasures were put forward.

Atmospheric and vacuum distillation; Corrosion; Measures

TE 624

A

1671-0460（2014）06-1098-02

2014-06-04

管志軍（1986-），男，山東青島人，助理工程師，2010年畢業于青島科技大學自動化專業，研究方向：從事常減壓煉油化工工作。E-mail：guanzhijun777@163.com。