常減壓裝置低溫部位的腐蝕與防護

胡曉東（中海油惠州石化有限公司，廣東惠州516086）

0 引言

近些年隨著來我國工業現代化整體水平不斷提升，煉油行業中設備的腐蝕難題依然相當嚴峻。油品質量參差不齊、劣質化嚴重的問題越來越突出，這也導致石油化工生產過程中需要面對更多的問題。在石油加工生產中，常減壓作為龍頭裝置，設備一旦出現腐蝕損壞，將嚴重影響生產安全與效益。為了進一步分析常減壓裝置低溫部位腐蝕防護的策略與手段，現根據具體案例分別介紹如下。

1 常減壓裝置低溫腐蝕工況概述

現在國內大多數煉油企業加工的原油均為進口原油，原油品種多，原油性質差。我們公司二期常減壓煉油裝置主要加工沙中、科威特等進口原油，兼顧中國海油自產原油，由表1可以看出沙中、科威特均為高硫低酸中輕質原油，在生產中必須采取可靠的工藝助劑防腐手段才能確保裝置安全運行，實現四年一修。常減壓塔頂低溫腐蝕，當常減壓塔頂在一定溫度和壓力條件下第一地液態水形成時，鹽酸或其他酸溶于其中形成的高濃度酸腐蝕性強，將造成非常嚴重的腐蝕。

表1 加工進口油品類別與性能

2 常減壓裝置低溫部位腐蝕情況

常減壓裝置低溫部位腐蝕的誘發因素很多，在本項目當中，油質較差是導致常減壓裝置低溫部位腐蝕嚴重的主要原因。實際上，近些年來分別對項目中低溫腐蝕的情況進行綜合分析后發現，第一次裝置腐蝕出現于常減壓塔的塔盤區域，該區域出現了腐蝕變形的情況，同時包括碳鋼片大規模脫落，同時內部的應力腐蝕十分嚴重，已經失去了金屬的強度與疲勞韌性。第二次裝置腐蝕出現于管束區域，該區域的設備兩年就由于腐蝕無法繼續使用，需要進行更換，隨后半年內又出現浮頭螺栓大規模斷裂的情況，嚴重影響了生產的順利開展。第三次減壓裝置腐蝕出現于常頂空冷器設備管束腐蝕，也是由于設備的入口監測腐蝕率過高而導致停工。

3 常減壓裝置低溫腐蝕原因

3.1 硫化氫、氯化氫腐蝕

硫化氫、氯化氫腐蝕是導致常減壓裝置低溫部位腐蝕的主要原因。通過分析本案例中出現的故障原因，大多數都是由于該腐蝕環境組合所導致的腐蝕，其中，氣相部位的腐蝕往往相對較輕，而液相的部位腐蝕則相對較重。在整個腐蝕環境當中，硫化氫的腐蝕主要包括原油無機鹽水解而來的各種產物，所以分解后硫化氫起到了催化的作用，而硫化氫則是腐蝕的主導影響物，而通過相互促進的方式，腐蝕會在一定階段后加劇，進而造成更大的破壞。

3.2 原油脫后含鹽量不穩定

根據事故分析結果來看，原油脫后含鹽量不穩定的問題一直長期存在，由于該問題導致電脫鹽后送電難度增加，此時含鹽量也嚴重超標。隨后，采取超聲波破乳處理后，含鹽量的平均值仍然較高，再后續技術升級過程中選擇了新的脫除技術，同時更換了進口原油，這才將含鹽量控制在標準范圍以內。

3.3 原油有機氯與硫的影響

在幾次腐蝕事件當中都存在常減壓裝置加工后硫含量以及有機氯含量超標的問題，其中，原油硫含量超標導致生產過程中大量的硫化物生成了硫化氫，進而在塔頂與氯化氫發生作用，配合后提升了腐蝕性能。而原油中的有機氯則在進入常減壓設備后由于高溫分解而形成硫化氫，與下游的裝置發生反應，進而加劇腐蝕的過程。

3.4 塔頂pH控制不理想

在整個生產過程中，塔頂的pH值一直沒有得到穩定，其中pH 值小于6 時，表現為硫化氫腐蝕性很強，而隨著pH 值的增大，硫化氫的腐蝕性也會有所減弱。所以，pH值的不穩定也是導致腐蝕問題時常出現的重要原因。

4 常減壓裝置低溫部位腐蝕應對策略

常減壓裝置低溫部位腐蝕問題要想得到很好的控制，需要解決如下幾個方面的問題。

4.1 構建常減壓裝置低溫腐蝕監測系統

常減壓裝置低溫部位腐蝕監測系統是一種綜合了在線監測、化學分析等技術的綜合技術體系，該體系能夠直接接觸實際介質，通過元器件的腐蝕情況來獲得任意時間段的腐蝕速率，根據腐蝕速率直觀反應到計算機系統當中，從而計算出相應的平均腐蝕強度、設備的使用壽命等內容，為促進常減壓裝置低溫部位腐蝕防護提供必要的技術支持與參數輔導。該技術應用過程中具有靈敏度高、響應效率高等問題，同時由于可以適應于不同的腐蝕環境，提供準確高效的腐蝕防護技術，所以能夠直觀的應用于各種類型和規模的生產活動當中。

4.2 常減壓裝置防腐處理

常減壓裝置低溫部位腐蝕防護需要強化工藝防腐與技術防腐相關環節，借助于材料防腐也可以達到防腐處理的目標。針對本案例當中第一次常減壓裝置低溫部位腐蝕問題，后期采用了防腐蝕性能更好的材料，延長了設備的整體使用壽命。根據實際效果來看，投資回報效率良好，效益較高。通過冷換設備關注材料的經濟性與穩定性的平衡，可以有效提升常減壓裝置低溫部位腐蝕處理的整體效果。

4.3 針對項目特征采取針對性防腐策略

采取針對的防腐策略對于滿足常減壓裝置低溫部位腐蝕防腐要求尤其關鍵，所以需要提前做好整體分析與防腐策略的研討，確保投資回報的效果。在本案例當中，項目原油存在乳化嚴重、原油含鹽量較高等問題，所以需要強化原油罐區的低溫破乳問題，根據操作的實際需要降低鹽含量。另外，采取超聲波破乳處理技術也可以滿足電脫鹽裝置的工藝實踐需求。在選擇助劑時，要盡可能滿足有機胺等材料中緩蝕劑來替代無機氨材料，這樣就可以在回流線路上添加緩蝕劑搭配中和劑來實現防腐控制。如果單純選擇無機氨來進行注入，可能會存在PH 值過高等問題，此時硫化銨、氯化銨等物質的量會增加，從而出現結垢沉淀問題，后期一旦出現水量增加，還會電離出新的腐蝕物質，影響后續的使用性能。在常減壓裝置低溫部位腐蝕防護管理時，應用PH值檢測技術，及時發現異常并對生產環節進行調整，這樣就可以在原技術基礎上降低人員的工作負擔，提升工藝的穩定性與技術匹配性。另外，結合本案例，建議能夠積極開發原油有機氯的脫除技術，通過脫除有機氯的方式來徹底避免氯化氫對于設備產生的腐蝕影響。

5 結語

綜上所述，常減壓裝置低溫部位腐蝕問題是目前嚴重限制我國石油化工企業快速發展的重要因素。結合具體的案例進行腐蝕因素分析，可以了解到原油劣質化是導致出現各種低溫腐蝕的關鍵。為了解決該問題，除了積極構建常減壓裝置低溫腐蝕監測系統，還需要做好設備的內部防腐控制、整體設計，針對特定的項目與油品采取針對性的防腐策略，以此來最大限度的發揮常減壓裝置低溫部位腐蝕防護技術價值，為促進行業的可持續健康發展創造條件。