常減壓裝置腐蝕機理及防腐措施研究

摘要：常減壓裝置是煉油企業的關鍵設備，它直接影響企業的經濟效益。本文主要對常減壓裝置的腐蝕機理進行了分析， 并在此基礎上提出了混煉、控制流速和流態、注意選材、工藝防腐措施等具體的防治措施。

關鍵詞：常減壓；腐蝕機理；防腐措施

常減壓裝置是對原油進行一次加工的蒸餾裝置，它將原油分餾成汽油、柴油、渣油等組分。這是煉油廠的重要設備，也是關系到系統能否長周期運行的關鍵裝置。筆者主要結合實際工作經驗，對常減壓裝置的腐蝕機理和防腐措施進行了探析。

1 常減壓裝置主要腐蝕機理

1.1 高溫部位的腐蝕機理

高溫部位是 H2S-S–RCOOH型腐蝕，主要是活性硫和環烷酸引起的。

（1）活性硫化物腐蝕

活性硫化物包括硫、硫化氫、硫醇等，它們是引起高溫重油部位腐蝕的原因，其含量越多，腐蝕越嚴重。硫在低溫時與金屬作用不明顯，但在 350～400℃的高溫下，能直接和鐵作用，生成硫化亞鐵。硫化氫和鐵也能直接作用，當硫化氫濃度和溫度升高時，腐蝕增加。硫醇等活性硫化物，與鐵接觸產生腐蝕。非活性硫化物本身不與鐵作用，但是熱穩定性比較低的非活性硫化物，如硫醚、二硫醚等在加工中分解生成活性硫化物，仍具有腐蝕性。

（2）環烷酸腐蝕

環烷酸是石油中含飽和環狀結構的有機酸，包括環烷酸、脂肪酸、芳香酸以及酚類，以環烷酸含量最多，故一般稱石油中的酸為環烷酸。環烷酸腐蝕通常發生在酸值大于0.5㎎KOH/g，溫度在270～280 ℃和350～400 ℃之間的高速流體介質中，環烷酸在常減壓裝置中隨原油一起被加熱、蒸餾，隨柴油餾分冷凝，并溶于其中，從而造成該餾分對設備材料的腐蝕。環烷酸在金屬表面或FeS表面膜可直接發生反應生成環烷酸鐵，并立刻溶解在工藝介質中，使金屬表面不斷暴露，繼續受到腐蝕，環烷酸鐵還可以和物料中的H2S反應生成FeS和酸，使裝置進一步受到腐蝕。

1.2 低溫部位的腐蝕機理

低溫部位是 HCl - H2S - H2O 型腐蝕，主要是含鹽引起的。由于高酸原油在加工過程中高溫部位環烷酸腐蝕嚴重，原油乳化程度增大，電脫鹽系統脫鹽難度增加。低溫部位主要是常壓塔上部5層塔盤，塔體以及部分揮發線，常壓塔頂冷凝冷卻系統，減壓塔部分揮發線和冷凝冷卻系統。主要腐蝕介質是HCl、H2S和H2O等，其中HCl主要來源于原油中的無機鹽水解，H2S少部分來自于原油中，大部分來自原油中有機硫化物的高溫分解。HCl和H2S一起對塔頂冷凝冷卻系統產生劇烈腐蝕，尤其在氣液兩相轉變區，腐蝕更為強烈。這是因為常壓塔頂以及餾出系統的溫度低于水的露點， HCl氣體溶于水造成腐蝕，而H2S對鹽酸的腐蝕起到加劇和促進作用，從而形成了HCl - H2S - H2O的強烈循環腐蝕。

1.3高溫煙氣腐蝕

在常減壓裝置加熱爐設備中，燃燒過程中生成含SO2和SO3的煙氣在加熱爐的低溫部位與空氣中的水分冷凝，產生硫酸露點腐蝕，造成設備的損壞。

2常減壓裝置防腐措施

2.1混煉

對于摻煉高酸原油的裝置應嚴格控制裝置進料的酸值不超過設備設防標準，嚴格控制進裝置原油混合比例，并保持原油性質的相對穩定；如短時加工原油酸值超過設防值，應及時采取相應防腐與生產監控措施，確保安全生產，并選擇適當時機進行材質升級。

2.2控制流速和流態

由于環烷酸的腐蝕受到溫度、流速、流態的影響很大，而溫度受工藝條件限制，難以調整，應盡量采用大管徑，降低流速；對于新建，更換的管道或設備，應將管道及設備內壁焊縫磨平，防止產生渦流。

2.3注意選材

選材需要根據介質的溫度、流速、流態，選擇經濟合理的耐蝕材料。金屬材料的腐蝕產物，含有較多的鐵等金屬元素，會對二次加工裝置的催化劑等造成嚴

重影響，因此選取耐環烷酸腐蝕的主要材料是0Cr18Ni10Ti類，316L和317L。

2.4工藝防腐

工藝防腐是防止低溫腐蝕重要的手段，應結合具體腐蝕環境確定合理的防腐措施。具體措施主要有原油電脫鹽、揮發線注入中和劑、緩蝕劑以及揮發線注水

等。該工藝措施能有效改變常減壓腐蝕環境，減少或抑制腐蝕介質的作用。

（1）原油電脫鹽

原油電脫鹽是控制腐蝕的關鍵步驟，充分脫除鹽類是防止低溫腐蝕發生的根本方法。通過有效的脫鹽，實現脫后原油含鹽不大于3 mg/L，可對低溫部位腐蝕進行有效的控制。此外，原油電脫鹽還可脫除Na離子，防止后續加工裝置的催化劑中毒，同時原油電脫鹽可有效的脫除水分，保證后續加工操作的正常運行，降低加工能耗。

（2）注入中和劑

注入中和劑的目的是中和常減壓塔頂餾出系統中的HCl和H2S生成的腐蝕性較小的鹽類，并調節塔頂餾出系統冷凝水的pH值。HCl的腐蝕是隨著pH值的

降低而加強，H2S的腐蝕是pH值在7～8左右較為強烈，隨著pH值的降低而減緩。

（3）注入高、低溫緩蝕劑

采取上述措施后也不能將HCl在水冷凝前全部中和，且由于H2S的存在，在冷凝區仍有局部酸腐蝕。同時氯化銨溶液中的氯離子會破壞金屬表面保護膜，加

重腐蝕。當注入緩蝕劑后，由于緩蝕劑具有表面活性，吸附于金屬表面形成一層抗水性保護膜，遮蔽金屬同腐蝕介質的接觸，使金屬免受腐蝕。另外，緩蝕劑的表

面活性作用能減少沉積物與金屬表面的結合力，使沉積物疏松，為清洗帶來方便。塔頂揮發線注緩蝕劑，可以對注入點以后一系列設備進行保護。如果塔頂內部

腐蝕嚴重，應在塔頂回流管線注入緩蝕劑。

結束語：

綜上所述，常壓和減壓塔作為煉油裝置的關鍵設備，其腐蝕問題是裝置安全運行的重大隱患。隨著原油成分復雜化程度的增加，僅靠一般的防腐措施已不能完全避免常減壓設備腐蝕問題，必須不斷開發應用新技術、新材料和新工藝，從源頭上徹底解決常減壓裝置腐蝕問題。

參考文獻：

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[2]任玉利.常加壓裝置加工含硫原油的腐蝕及應對措施[J].石油化工安全技術， 2004， 20（1）

作者簡介：張德慶（1987-），男，遼寧盤錦人，畢業于遼寧石油化工大學化學工程與工藝專業，助理工程師，現主要從事常減壓、減粘裂化裝置生產工作。