探析石油煉制常減壓裝置腐蝕與防腐

李爽 李鷂鹍 楊雨林（中國石油撫順石化分公司石油二廠，遼寧 撫順 113004）

探析石油煉制常減壓裝置腐蝕與防腐

李爽 李鷂鹍 楊雨林（中國石油撫順石化分公司石油二廠，遼寧 撫順 113004）

石油是一種重要的能源和化工原料，使用前必須經(jīng)過煉制。煉制石油的設(shè)備中重要的裝置就是常減壓裝置，該裝置在石油煉制過程中容易被腐蝕，進而嚴(yán)重制約了石油工業(yè)的發(fā)展。因此，防腐成為石油煉制中的一項重點工作。

石油煉制；常減壓裝置；腐蝕；防護

由于對現(xiàn)代工業(yè)、經(jīng)濟發(fā)展的意義重大，社會對石油及其化工產(chǎn)品的需求也日益增長，為此，石油煉制企業(yè)竭力擴大生產(chǎn)能力，并增加了石油進口的數(shù)量。然而，無論是國產(chǎn)石油還是進口原油，都含有較多的硫、酸等物質(zhì)，造成了設(shè)備的腐蝕，首先反映在國內(nèi)煉廠的第一加工裝置——常減壓裝置上，并影響后續(xù)工作。

1 常減壓裝置概述及腐蝕對煉制企業(yè)的影響

在石油煉制工廠，常減壓裝置既是龍頭裝置，也是整套設(shè)備中腐蝕最為嚴(yán)重的部分。一般來說，常減壓裝置的腐蝕有兩類：低溫輕油部位腐蝕與高溫重油部位腐蝕。造成這兩個部位腐蝕的原因是不同的。

如今，原油重質(zhì)化、劣質(zhì)化的情況愈發(fā)嚴(yán)重，原油中所含的鹽、硫越來越多，其腐蝕方式、腐蝕機理都呈現(xiàn)出新的情況和變化。這些情況是傳統(tǒng)防腐技術(shù)無法完全解決的。它們加快了設(shè)備的腐蝕速度，導(dǎo)致裝置泄漏、工廠不得不進行計劃外的停工，影響到裝置的長周期運行和開工周期，此外，因腐蝕引起的事故也增多了。這些都導(dǎo)致煉油廠乃至整個石油化工企業(yè)的發(fā)展受到了嚴(yán)重的制約。

2 腐蝕原因簡析

2.1 低溫HCl-H2S-H2O腐蝕

HCl-H2S-H2O腐蝕主要發(fā)生在初餾塔、減壓塔和常壓塔三個位置，具體是在塔體、部分揮發(fā)線和三塔頂?shù)嚼淠到y(tǒng)之間的設(shè)備以及溫度小于150℃的部位。石油加工過程中，原油中的鹽、硫化物和開采時加入的含氯物質(zhì)發(fā)生變化，形成HCl和H2S。它們的沸點低，因此主要在分餾塔的頂部，遇到蒸汽冷凝水會發(fā)生反應(yīng)，形成酸性較強的腐蝕物質(zhì)，尤其是H2S，會引起循環(huán)腐蝕。一般來說，氣相部位的腐蝕情況較輕，液相部位則比較嚴(yán)重，氣液相變處的程度最重。

2.2 高溫硫和環(huán)烷酸腐蝕

當(dāng)溫度在240～425℃范圍時，就會發(fā)生高溫腐蝕，主要發(fā)生在初餾塔底至換熱系統(tǒng)之間、常壓塔的中部和底部、減壓塔的側(cè)線和減壓渣油換熱器等部位。活性硫在高溫時會與金屬直接發(fā)生反應(yīng)，在與物流接觸的各個部位都會出現(xiàn)，屬于均勻腐蝕形貌，而溫度升高就會促使非活性硫分解為活性硫。溫度升高，硫腐蝕加劇，尤其是高溫分解出的單質(zhì)硫，其腐蝕比H2S更為嚴(yán)重。此時，金屬表面形成的FeS保護膜會減緩腐蝕速率，但在湍流處或內(nèi)流速較高時，保護膜就會脫落，新的腐蝕就會形成。

溫度范圍在260～400℃時，會發(fā)生局部的環(huán)烷酸腐蝕。無需水，它就能與金屬直接反應(yīng)，形成環(huán)烷酸鐵，溶于油，不利于保護膜的形成，從而導(dǎo)致腐蝕。

2.3 高溫?zé)煔饬蛩崧饵c腐蝕

燃燒過程中，加熱爐中的燃料油會生成高溫?zé)煔猓渲泻琒O2和SO3，它們在低溫部位就會與空氣中的水發(fā)生冷凝，產(chǎn)生硫酸，形成露點腐蝕。因此，在加熱爐中，煙道部位的腐蝕是最嚴(yán)重的。

2.4 保溫層下腐蝕

當(dāng)?shù)蜏夭课坏脑O(shè)備管道處于150℃以下時，通常會發(fā)生保溫層下腐蝕，主要原因是保溫材料中含氯化物、氟化物和硫化物等物質(zhì)，或者材料本身是有吸附和吸水能力的孔結(jié)構(gòu)。主要發(fā)生的位置包括碳鋼系統(tǒng)、露點以下的冷設(shè)備等，金屬表面會形成大量銹跡，影響設(shè)備的材質(zhì)。

3 防護措施

3.1 調(diào)整“一脫三注”工藝

“一脫三注”指的是原油脫鹽脫水、注緩蝕劑、注中和劑和注水，是一項重要的工藝防腐措施。在“一脫”中，應(yīng)注重提高脫鹽效率，有效方法包括提高電脫鹽的溫度、評選合適的破乳劑、適當(dāng)提高水的注入量、引入超聲波破乳技術(shù)和選用脈沖變壓器。簡而言之，這些方法都是為了優(yōu)化電脫鹽的步驟。

“三注”里，注中和劑是中和常減壓塔內(nèi)的HCl與H2S，并調(diào)節(jié)塔頂餾出線的pH值。使用較多的中和劑是無機氨，但它形成的氯化銨固體會造成結(jié)垢和管線的堵塞，進而形成腐蝕，因此多數(shù)煉廠用有機胺作為代替。注水是為了控制和調(diào)節(jié)露點腐蝕部位，使其前移。向塔頂諸如緩蝕劑是為了保護注入點后的設(shè)備，但使用過多會產(chǎn)生明顯的負(fù)面影響，因此在使用前必須對緩蝕劑進行評定。

3.2 設(shè)備選材

從設(shè)備上進行防腐包括材料、結(jié)構(gòu)和涂料三個部分。在材料防腐上，主要是升級材質(zhì)，是為了應(yīng)對高溫腐蝕；在常減壓工藝中，要根據(jù)有關(guān)規(guī)定選擇加強的材質(zhì)。結(jié)構(gòu)防腐是為了避免應(yīng)力集中、局部過熱或湍流，因此要用較大管徑的材料改造流速大的部分，安裝時注意磨平焊縫，在彎頭、變徑、大小頭和三通的位置要增加壁厚、加強貼板。此外，對于金屬材料，可以添加防腐層。

3.3 安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)

把在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)安裝到常減壓裝置中，就可以對設(shè)備、管道的壁厚、局部pH值等有關(guān)腐蝕的狀態(tài)進行實時監(jiān)控，獲得生產(chǎn)設(shè)備的實時動態(tài)信息。如在常三線、減二線等安裝高溫電感探針，在三塔頂部的冷凝罐安裝pH探針等，這些探測器可以對相應(yīng)部位的溫度、pH值等實時探測并向決策服務(wù)器傳送實時數(shù)據(jù)，便于監(jiān)控人員時刻掌握設(shè)備的腐蝕狀況，以便及時調(diào)整。

4 結(jié)語

綜上所述，上述的防腐措施是幾類常見的方法，此外，還包括對常減壓裝置進行定期維修和檢查。但目前的實際生產(chǎn)過程中，從檢查到防護還有許多不足，因此有關(guān)人員需要加強研究，采取更科學(xué)的辦法，更切實有效地提高常減壓裝置的工作效率，促進石油煉制企業(yè)的發(fā)展。

［1］王瑞杰.石油煉制設(shè)備腐蝕與防護措施［J］.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011（08）.

李爽（1981-），男，畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，助理工程師，現(xiàn)從事生產(chǎn)安全管理工作。