高硫原油加工過程中的防腐蝕技術

黃熊偉 劉勇 杜標(玉門石油管理局735200）

高硫原油在加工處理中易產生不同類型的化學反應，導致腐蝕問題頻發，因此要在加工過程中采用高效的防腐蝕技術，從而降低原油生產加工中對設備造成的腐蝕，也減小對環境的污染。

一、高硫原油加工中防腐蝕技術應用必要性

我國進口的原油中硫含量比較高，存在的形態包括硫化氫、單質硫、硫醚、二硫化物等。在加工過程中，石油餾的沸點逐漸增高，餾分油中的存在的硫醇硫、二硫化物的成分比例在很短時間內呈現下降態勢，硫醚硫的成分則是先增多后減小，噻吩類硫化物組分不斷增大。硫醇與硫化氫在沸點為50～250℃時含量最大。沸點為100～250℃的餾分中，元素硫的成分比較多，可見，原油中的活性硫大量存在于250℃的輕質餾分內，而二硫醚類在200℃的餾分中含量最多，且隨著沸點的升高，比例逐漸增大。

原油生產加工的過程中，非活性硫持續不斷地轉化為活性硫，這就導致硫腐蝕情況發生的幾率非常高，在一次、二次加工裝置中均有發生，且會蔓延到下游的化工裝置中，導致全過程的腐蝕問題。腐蝕的類型主要包括以下四類，一是低溫狀態濕硫化氫的腐蝕，二是高溫狀態下硫腐蝕，三是連多型硫酸腐蝕，四是硫酸的露點腐蝕。腐蝕問題不僅對生產設備造成不同程度的損害，增加了生產的成本，同時有害物質也會對工作人員的身體健康造成威脅，并給周圍的環境帶來一定程度的污染，因此提高防腐蝕技術勢在必行。

二、高硫原油加工過程中的防腐蝕技術

現階段廣泛采用的防腐蝕技術主要體現在以下幾點：

第一是針對大型石油儲存罐上采用綜合性的防腐蝕技術，結合了化學保護和專用防腐蝕涂料，有F-Ⅱ型油罐專用的防腐蝕性涂料，在油罐的底部使用較為廣泛，具有耐油和耐陰極剝離的特性。F-Ⅲ型的防腐蝕涂料在石油儲罐外壁應用較多，它和基體之間的粘結能力非常強，并且能夠抵抗大氣的腐蝕程度。空氣預熱器經常發生硫酸露點腐蝕問題，為此，采用有機硅耐腐蝕材料，此種材料的特性是可以同鋼表面產生很強的結合力，具有耐高溫的特性，也是生產空氣預熱器必備專用涂料。此外，化學鍍技術的廣泛應用也可以很好地解決腐蝕問題，采用適當的還原劑，促使原油中的金屬離子能夠經過催化活化作用還原析出，也是常用的金屬鍍層方式。采用化學鍍鎳法的應用優勢是具有很好的防腐蝕性，并且比使用碳鋼的效果還要好，可以有效延長生產設備的使用期限，降低生產成本的投入，同時該種方式還具有抗垢效果。

第二是應用油相緩蝕抗垢劑來提高防腐蝕水平。重油產生的催化與裂化作用，使得設備的結焦積垢程度比較嚴重，這也降低了煉油廠的生產效益，因此要使用油相緩蝕抗垢藥劑，它可以促使生產設備的表面形成一層致密的保護結構，并具有較強的抗氧化效果。該種藥劑同時具有清凈與分散作用，可以使一些非油溶性固體微粒懸浮在油漿中，有效防止設備中油垢的形成與積淀。在生產過程中為了滿足渣油加氫脫硫裝置的生產需求，采用可以用在重油系統中的抗垢防焦制劑，該種制劑不會對化學反應中的催化劑造成絲毫影響，使用效果顯著。

第三是采用新型的電脫鹽技術，由于進口原油中的鹽含量較低，進行深度的脫去難度比較大，因此新型電脫鹽技術轉變了原油的流動方式，變為平流方式，就減小了在水滴下降過程中對其的阻力，水滴下降速度加快，從而提高了油水分離的成效。在分離罐中電極板通常使用軸向鼠籠式結構，將電廠分為不同的階段，包括弱電場、過度電場和強電場，原油在每一階段都可以完成一段脫水任務，總體增強了脫水的效率。

第四是對原油和餾分油采用油脫金屬技術，可以有效提高原油中金屬的分離效率。一般的原油中都含有成分較少的金屬，包括以無機鹽形態存在的鈣、鎂、鐵等。在石油的加工過程中，這些金屬可以在原油中通過電脫鹽的方式脫除，但大部分的重金屬在常減壓渣油的重質餾分油中含量很高，在對材料進行再次加工的時候，鎳、釩等金屬將導致化學催化劑的中毒，加工過程中就必須增添催化劑，提高了生產成本，同時被廢棄的催化劑又給環境帶來嚴重的污染。實踐證明，餾分油中的鎳釩化合物有著非常穩定的化學結構，因此想要達到脫除的目的，就必須將其分子結構徹底破壞，采用的方式包括酸提取方法、溶劑提取法、加氫脫除法等。將鎳釩從常渣中脫除，一般使用的是化學方法，在溫度較高的情況下，添加藥劑進行化學反應，產生親水化合物，接著在溫度較低的情況下加水進行混合分離。

第五是對設備材料表面采用改性技術來提高設備的抗腐蝕效度。滲鋁材料的耐腐蝕性非常強，并且耐高溫性很強，隨著該種材料表面硬度的提高，在使用中還具有很強的耐磨性能。采用該種材料制成的生產設備可以提高抗硫腐蝕性。金屬燒結涂層技術也廣泛應用在防腐蝕過程中來，該技術是把鎳基合金與金屬的表面相互粘合，通過高溫的燒結作用，繼而形成一層鎳基合金熔鍍的涂層，在處理硫酸露點腐蝕問題中發揮著重要的作用。

隨著生產技術水平的提高，為了最大限度減小高硫原油加工過程中的腐蝕程度，采用新型防腐蝕技術，不僅可以達到防腐處理效果，同時可以優化資源配置結構，增加企業的經濟效益，未來將普遍使用的新型技術主要包括以下幾個方面：一是防腐蝕實時檢測軟件的應用，二是原油生物脫硫技術，三是不斷提高原油中各種金屬的分離技術，四是采用環保型的防腐蝕藥劑，降低防腐蝕過程中對環境的污染。

總結

綜上所述，高硫原油的加工過程中，為了增強防腐蝕效果，需要嚴格規定防腐蝕化學藥劑的使用標準，確保其使用質量，同時還要提升高效防腐蝕劑的研發力度，因地制宜確定研發與使用策略時，也要借鑒國外的先進經驗和技術，不斷提高我國高硫原油的防腐蝕技術水平。