化工裝置減壓蒸餾塔腐蝕現(xiàn)狀與防腐策略

摘 要：隨著我國現(xiàn)代化進程的不斷推進，石油化工在我國工業(yè)領(lǐng)域擁有著舉足輕重的地位。而減壓蒸餾塔作為石油減壓蒸餾過程中的不可或缺的設(shè)備之一，它的腐蝕會引發(fā)巨大的安全和質(zhì)量問題。 因此如何采取有效的措施去應(yīng)對減壓蒸餾塔的腐蝕，降低蒸餾塔的維護成本，延長減壓蒸餾塔的使用壽命是本文的重點。

關(guān)鍵詞：常減壓蒸餾塔 常減壓蒸餾塔腐蝕原理 常減壓蒸餾塔防腐措施

1前言

原油中硫含量高是我國石油的一大特點，但這一特點也導(dǎo)致石油在減壓蒸餾過程中會對反應(yīng)器產(chǎn)生腐蝕。因此如何采取防腐措施，減少因腐蝕造成的損失成為了這一領(lǐng)域研究人員的重點。

2常減壓蒸餾塔的腐蝕現(xiàn)象

2.1硫腐蝕

對常減壓蒸餾塔而言，硫腐蝕可根據(jù)反應(yīng)時的外界溫度和腐蝕部位分為高溫和低溫兩種。低溫硫腐蝕主要發(fā)生在常減壓蒸餾塔的常減壓裝置以及常減壓蒸餾塔的冷凝冷卻系統(tǒng)上。發(fā)生低溫硫腐蝕的外界溫度通常低于120℃，具體表現(xiàn)為硫化氫溶于水后形成的腐蝕性液體（或濕硫化氫氣體）與管道器壁反應(yīng)，不僅會造成均勻腐蝕，還會引起鋼材的腐蝕開裂。

高溫硫腐蝕主要是由二硫醚、硫醇、硫化氫三種硫化物在大于240℃的溫度下分解產(chǎn)生的活性硫造成的。分解產(chǎn)生的活性硫會和器壁金屬發(fā)生反應(yīng)，生成硫化物，造成器壁腐蝕。

而且根據(jù)實驗數(shù)據(jù)所得，這些硫化物在200℃—400℃時的反應(yīng)活性最高。原油中的活性硫主要是硫化氫和硫單質(zhì)；它們都是由原油中的有機硫化物在高溫條件下反應(yīng)生成。因此高溫硫腐蝕的反應(yīng)活性不僅與原油中的硫總含量和活性硫的含量有關(guān)，還與管道的溫度（高溫促進活性硫生成）以及管道中物質(zhì)的流動速率有關(guān)（因為高流動速率會使保護膜更容易脫落）。

2.2高溫環(huán)烷酸腐蝕 環(huán)烷酸是指原油中所有的含有脂的芳香族羧酸。這一成分的組成和含量與原油產(chǎn)地有很大關(guān)系，不同的原油產(chǎn)地往往有著較明顯的差異。環(huán)烷酸本身不會與金屬器壁反應(yīng)。但是當容器內(nèi)溫度達到350℃以上時，硫化氫會發(fā)生分解，生成氫氣和具有極高反應(yīng)活性的活性硫。隨后活性硫會與管道器壁反應(yīng)生成硫化物保護膜，阻止腐蝕的進一步進行。但如果環(huán)境中有環(huán)烷酸的存在，環(huán)烷酸就會溶解掉前一反應(yīng)形成的硫化物保護膜，使得器壁再次與硫反應(yīng)生成硫化物并形成惡性循環(huán)，不斷腐蝕金屬器壁。而且隨著溫度升高，活性硫的反應(yīng)活性會不斷增強，當裝置內(nèi)溫度高于425℃后，活性硫的腐蝕速率達到最快。但當容器內(nèi)溫度達到500℃后，硫化氫分解趨于完全，此時設(shè)備腐蝕主要因素是高溫氧化腐蝕。

2.3電偶腐蝕 產(chǎn)生電偶腐蝕的條件是：有兩種電腐蝕電位不同的金屬產(chǎn)生了電接觸而且存在與這兩種金屬都有著電接觸的電解質(zhì)溶液。當滿足了這兩個電腐蝕產(chǎn)生條件后，電位較負的金屬會因為形成原電池而加速腐蝕。電偶腐蝕的速率主要取決于以下三點：①金屬間的電位差②腐蝕介質(zhì)的理化性質(zhì)③腐蝕產(chǎn)生的產(chǎn)物

3應(yīng)對常減壓蒸餾塔腐蝕的措施

3.1加強檢測 加強對設(shè)備的在線監(jiān)測，目前大部分企業(yè)采用的在線檢測方法為電感法和電阻法，它們的主要用途都是在設(shè)備運轉(zhuǎn)時可以對設(shè)備的腐蝕與破壞因素進行實時檢測。具體化就是對設(shè)備中的冷凝水進行理化分析，根據(jù)其中的pH值，Cl-和H2S含量等數(shù)據(jù)間接得推測設(shè)備內(nèi)部的腐蝕情況。因此，預(yù)防低溫腐蝕時應(yīng)主要監(jiān)控減壓塔頂，預(yù)防高溫腐蝕則應(yīng)監(jiān)控減壓轉(zhuǎn)油線和減壓爐輻射室爐管。除此之外，還應(yīng)定期對可能出現(xiàn)腐蝕情況的部位進行調(diào)查以預(yù)防因腐蝕而造成的安全問題，并對原料油品質(zhì)進行預(yù)檢測，在監(jiān)控中做到提前預(yù)警。

3.2設(shè)備材料升級和結(jié)構(gòu)優(yōu)化 針對容易發(fā)生高溫腐蝕的區(qū)域，如管線和減壓塔頂進行材料的升級，多采用含有鉻鉬等元素的耐腐蝕復(fù)合材料，結(jié)合企業(yè)自身壽命需求、設(shè)備腐蝕現(xiàn)狀等客觀條件進行材料升級。在設(shè)計設(shè)備結(jié)構(gòu)時要注意避免位于高溫環(huán)烷酸-硫腐蝕區(qū)域的設(shè)備和管線有漩渦或沖擊性的設(shè)計，盡量磨平焊接裂縫，減少湍流的產(chǎn)生。若要針對電偶腐蝕，則應(yīng)當從金屬間電絕緣入手和避免單點或小面積腐蝕為主。因此設(shè)計時應(yīng)當使正電極電位金屬面積最小化、負電極電位金屬面積最大化，或者讓有著相接觸的金屬間的介質(zhì)電阻達到最大，甚至達到金屬間電絕緣；如果均無法滿足，也可以選擇通過外加電極材料以保護負電位金屬不受腐蝕。

3.3操作工藝的改進

改進“一脫三注”工藝是防止低溫輕油部分器壁腐蝕的最好辦法。改進“一脫三注”工藝首先要做好的就是加強電脫鹽的管理和優(yōu)化，避免因為原油品質(zhì)的變化而造成電脫鹽操作困難。建立電脫鹽運行數(shù)據(jù)庫結(jié)合企業(yè)自身原油來源進行有計劃的分析研究，以便于應(yīng)對各種不同原油加工方案。在控制高溫環(huán)烷酸-硫腐蝕時，還可以通過對原油的調(diào)和來改變原油酸度和含硫量，有必要時還可以采用加入堿液來調(diào)節(jié)酸度，但這種方法需要大量的堿液，不僅利于降低生產(chǎn)成本還有可能對裝置產(chǎn)生損傷。

4.結(jié)語

原油加工過程中，常減壓蒸餾塔作為其中的核心設(shè)備，它的機械壽命，不僅僅會影響到生產(chǎn)活動的安全性，還會影響到企業(yè)的經(jīng)濟利益。所以應(yīng)當根據(jù)企業(yè)自身的生產(chǎn)狀況來選擇相應(yīng)的防腐策略。我在上述問題的分析和研究中提出了個人的理解和建議，希望可以通過這些分析建議提高減壓蒸餾塔的工作條件和工作水平。

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作者簡介：白澤兆（1998.2.26—）男，漢族，籍貫：山西省陽泉市，學歷：本科在讀，研究方向：化學工程。