加工俄羅斯原油常減壓蒸餾裝置腐蝕調查

常雪冬 王萬軍(遼陽石化分公司煉油廠，遼寧 遼陽 111003)

遼陽石化分公司煉油廠，650萬噸/年常減壓蒸餾裝置，是全國首套以加工全俄羅斯原油油的裝置。由中國石化工程建設公司(SEI)設計，2005年10月由中國石油第七建設公司承建，2006年12月建成投產。設計型式為燃料—化工型原油一次加工裝置，采用初餾、常壓蒸餾、減壓蒸餾三級蒸餾方案。按評價報告中所示，俄羅斯原油是屬于含硫中間基原油，其中小.

常減壓裝置的腐蝕主要有低溫濕硫化氫，氯化氫腐蝕、高溫酸腐蝕、煙氣硫酸露點腐蝕、高溫環烷酸腐蝕等①。原油中的硫及環烷酸對設備的腐蝕貫穿著一次加工、二次加工全過程。

1 常減壓蒸餾裝置設備腐蝕現狀

1.1 低溫濕H2S，HCl—H2O型的腐蝕

在初餾塔、常壓塔、減壓塔塔頂餾出線及冷卻設備上主要發生低溫濕H2S，HCl—H2O型的腐蝕。在原油加工過程中，原油中所含的NaCl、CaCl2、MgCl2在一定的溫度下發生水解反應，生成強烈的腐蝕介質HCl。

產生的大量HCl與原油中的硫化物加熱分解生成的H2S，隨著塔頂產生的油氣一起進入初頂、常頂、減頂的冷凝冷卻系統中，HCl和H2S在氣相狀態時，對金屬設備產生的腐蝕作用很輕，有水存在，同時發生相變時，金屬設備發生如下腐蝕:

由于HCl與H2S兩種腐蝕介質共存，相互間構成循環腐蝕，使該系統內的金屬腐蝕加速。

1.2 高溫環烷酸的腐蝕

原油中的環烷酸對設備的腐蝕屬于高溫化學腐蝕。主要發生在235℃以上的高溫沖刷部位，在工作環境270℃—280℃以及350℃—400℃兩個溫度區間腐蝕程度最為嚴重。在高溫系統中，環烷酸除了與鐵發生反應發生腐蝕以外，還能與腐蝕產物比如硫化亞鐵反應，生成可溶于油的環烷酸鐵。

當環烷酸與腐蝕產物反應時，不但破壞了具有一定保護作用的硫化亞鐵膜，同時游離出硫化氫又可以進一步加速設備的腐蝕。因此，金屬表面上，凡是保護膜破壞的地方就會露出新的金屬表面，使腐蝕繼續進行。而且，減壓系統以及常壓系統超過230℃的部位發生的腐蝕基本屬于環烷酸腐蝕。

1.3 高溫硫的腐蝕

發生高溫硫腐蝕最嚴重的溫度為200℃—400℃，只有活性硫(如單質硫，硫化氫，硫醇等)可直接與金屬反應，發生硫化物腐蝕，其中大多數有機硫化物(稱非活性硫)只有在高溫下分解產生硫化氫，才與金屬發生硫化反應②。

常壓重油系統的高溫硫及環烷酸腐蝕較輕，主要腐蝕發生在減壓渣油系統，特別是高溫管線的彎頭前后腐蝕較為嚴重。

2 常減壓蒸餾裝置發生嚴重腐蝕部位

2.1 常壓塔頂冷凝冷卻系統發生的低溫HCl—H2S—H2O腐蝕(圖1、圖2、圖3)

2.1.1 常頂油氣與原油E1002/1，E1002/2換熱出口彎頭，閥門閥體及閥板密封面的腐蝕，20#鋼材質；

圖1 E-1002/1管程出口三

圖2 E-1002/1管程出口彎頭

圖3 常頂回流泵P-1008/2葉輪

通泄漏出石腦油

2.1.2 換熱器E1002/1，E1002/2石腦油出口至A1002/1,2的20#鋼管線焊口處及分支焊口處；

2.1.3 空冷器A1002/1-6部分管束，材質09Cr2AlMoRe發生腐蝕泄露；

2.1.4 常壓塔儀表熱電偶接管，壓力指示接管法蘭口處，材質是堆焊0Cr13，發生腐點腐蝕；

2.1.5 常一中，常二線抽出熱電偶接管法蘭焊口處，0Cr13堆焊。

2.2 減壓塔頂板式空冷器系統的低溫HCl-H2S-H2O的腐蝕

2.2.1 減壓塔頂板式空冷A1008/1-4，A1009/1-2材質316L發生腐蝕泄露；

2.2.2 空冷器A1008/1-4空冷器入口放空線DN25,20#鋼材質管線減薄嚴重，在焊口處拆掉4處；

2.2.3 二級，三級抽真空大氣腿分別在部分彎頭處腐蝕穿孔，材質20#鋼；

2.2.4 高溫部位，P1018/1,2減底渣油泵出口閥門的閥桿(圖4)，出口單向閥的閥板；

圖4 P-1018/2出口閥閥桿

2.2.5 減底渣油分別入E1322/1,2和E1312/1,2(渣油與初底油)換熱器的90°彎頭焊口及下直管段分別發現減薄和穿孔，Cr5M材質。

3 常減壓蒸餾裝置低溫及高溫部位設備腐蝕預防措施

3.1 目前常減壓蒸汽裝置的防腐措施

目前常減壓蒸餾裝置的防腐蝕主要采用“一脫三注”(脫鹽、注中和劑、注緩蝕劑、注水)工藝防腐，目的利用電脫鹽設備將原油中的鹽類脫除，減少加工過程中HCl的生成，利用在各塔頂餾出線注中和劑、緩蝕劑、水等降低或防止低溫部的設備腐蝕。

3.2 根據腐蝕介質的種類和濃度選擇合適的設備材質

各塔頂餾出線材質可選擇厚壁的20#碳鋼材質，換熱器的殼體可選擇16MnR和管束可選擇TAI(鈦)，常頂空冷器管束由原來的09Cr2AlMoRe改成2205雙相鋼材，主要是為了避開高濃度的HCl和H2S的交替腐蝕和氯離子腐蝕。減頂板式空冷器將原材質316L的A1008/1-4和A1009/1,2全部改成2205雙相鋼材質，減頂大氣腿材質選擇20#鋼厚壁，將介質下降的角度進行調整，將90°的彎頭改為45°彎頭并且拆除外部冷保溫，防止內外管線的腐蝕。

3.3 高溫部位的設備腐蝕

3.3.1 減壓塔底渣油高溫部位，對機泵的出入口閥門的閥板，閥桿進行材質升級，選擇316L。閥出口單向閥的閥砣和掛鉤材質選擇316L。

3.3.2 減底渣油泵出口進換熱器前的管線必須核算選擇安全流速，避免腐蝕和超速沖刷同時進行。

3.3.3 初頂油汽，常頂油汽，減頂油汽在進入換熱器冷卻器前進料方式必須均勻防止偏流出現，加快設備的腐蝕。

4 結語

部分分析報告顯示，俄羅斯原油性質已發生了改變。硫含量大于或接近0.5%，而大于530℃的組分明顯增多，原來大于530℃組分只有13%。近年來已經達到20%，隨著原油質量劣質化給俄油加工裝置帶來了新的問題，我們還要盡快探索發生問題的原因，找出解決問題的有效辦法。

[1]《防腐蝕工程》，中國石化出版社，秦國治、袁士宵主編.

[2]《含硫含酸原油加工技術》，中國石化出版社.