常减压蒸馏装置腐蚀分析及防护措施
摘 要：随着社会的发展，石油需求量越来越大，炼油厂的工作量随之猛增，这对常减压蒸馏装置带去了极大的挑战。加工高硫原油导致常减压蒸馏装置的防腐工作难度增大，而裝置的防护与企业经济效益息息相关。本文对常减压蒸馏装置的腐蚀与防护进行了探讨，阐述了硫腐蚀特点、机理，装置腐蚀情况、原因，并对防护措施提出了建议。
关键词：常减压蒸馏装置；装置腐蚀；防护措施
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.013
石油需求量迅速增长导致中国进口原油量不断增加，这使相当一部分的炼油厂面临着加工高硫原油的问题。原料硫含量的提高和大幅波动使装置腐蚀问题更加严重，为此，研究硫腐蚀的特点、机理，分析装置腐蚀情况、腐蚀原因，有针对性的制定防护措施是企业必须重视的工作内容，具有很重要的现实意义。
1 硫腐蚀特点及其机理
1.1 腐蚀特点
原油中所含的硫分有两种，一种是活性硫，能通过直接与金属作用而腐蚀装置，如硫化氢；一种是非活性硫，不能直接作用于金属，但可以在高温高压等条件下转化为活性硫。原油中硫分对炼油装置的腐蚀作用存在于炼油的整个过程。原油硫含量与其对装置的腐蚀度之间对应关系并不精确，腐蚀度主要取决于硫分的种类、含量、稳定性。对装置有腐蚀作用的硫分是单质硫等活性硫，原油中活性硫的含量与装置腐蚀强度成正比，但油中非活性硫在容易转化成活性硫的环境下也会严重腐蚀装置。硫腐蚀的腐蚀对象多，腐蚀环境多元，硫分之间的转化复杂，增加了防护工作难度。
1.2 腐蚀机理
如果将原油加热温度作为划分标准，常减压蒸馏过程可分为220～240℃、355～365℃、390～400℃三个阶段。第一阶段发生在初馏塔，第二阶段在常压塔进行，这两个阶段中原油中存在硫化氢、氯化氢、水蒸气，发生硫化氢—水蒸气—氯化氢型腐蚀；第三阶段在减压塔中进行，温度升至400℃左右，油中非活性硫分解，活性硫含量增加，装置腐蚀更加严重。即低温部位装置腐蚀类型为硫化氢—水蒸气—氯化氢型，高温部位发生的腐蚀则主要为活性硫造成的腐蚀。此外，原油中无机盐和有机氯化物的分解产物也对装置有腐蚀作用。如氯化镁的分解产物氯化氢在水蒸气存在的条件下与铁反应生成氯化亚铁，溶于水。
2 装置腐蚀具体情况
2.1 管线腐蚀情况
腐蚀程度比较大的管线主要为一些工艺管线，如常减压塔塔顶的系统工艺管线。比较典型的管线腐蚀情况如下。常顶管线和减顶管线的腐蚀表现为内表面坑蚀，管线内表面能观察到麻坑，其腐蚀介质均为硫化氢—水蒸气—氯化氢；而减压管线、减五线、减二中管线则表现为冲刷腐蚀，腐蚀介质为高温硫和环烷酸。
2.2 换热设备腐蚀情况
除一些工艺管线遭到严重的腐蚀，换热设备的腐蚀程度也很严重，而换热设备腐蚀引起的事故也屡见不鲜。一般使用三年左右的减压渣油换热器就会出现轻微的腐蚀情况，但设备的管板、管口及管束表面尚未出现浮锈，焊缝依然完整，管束壳程完好。
2.3 典型塔类装置腐蚀情况
常减压蒸馏装置的主要装置包含塔类设备，为此，塔类设备是设备检修的重点对象。在每次设备检修工作中，塔类的腐蚀情况都需要工作人员详细调查，并进行分析，以找出有效的防护措施。塔类设备腐蚀情况比较复杂。其中，常压塔腐蚀比较严重的部位是塔顶、进料段及塔底。其塔顶的腐蚀类型主要为坑蚀、垢下腐蚀；进料段则以冲刷腐蚀为主，表现为装置均匀变薄，出现冲刷的沟槽；塔底的腐蚀类型为均匀腐蚀，装置均匀变薄。减压塔整体腐蚀不严重，但减三管线和减四管线的填料却因其本身厚度不够，加之被腐蚀出现塌陷现象。其中减三管线腐蚀介质为硫化氢—环烷酸。
3 装置腐蚀原因
常减压蒸馏装置的腐蚀与馏分中硫含量密切相关。初馏塔、常压塔、减压塔的塔顶都处于湿硫化氢环境中，自然容易被腐蚀；而常压塔下部及塔底的管道、渣油换热器则处于高温环境中，活性硫化物使其腐蚀严重。减压塔下部及填料腐蚀则由高温硫腐蚀和环烷酸的腐蚀作用引起。
4 防护措施
4.1 低温部位
根据低温部位的腐蚀类型及具体腐蚀情况，对低温部位的防护措施如下。首先，常压塔塔顶换热器可从工艺防腐蚀方面做起。如采用更有针对性、更有效的中和剂和缓蚀剂：通过对塔顶物质成分的分析选择更合理的中和剂，将酸碱度控制在中性范围左右；选择能均匀稳定成膜的油溶性缓蚀剂。又如调节塔顶注水量及流程，改善原油脱盐效果以降低无机盐对装置的腐蚀效果。其次，对减压塔的防护措施主要为选取更科学合理的管板材质，采用无缝双相不锈钢钢管。至于常压塔塔顶，可以通过加强工艺、选用双相钢作为塔顶内构件及顶封头材质达到防腐蚀的目的。
4.2 高温部位
高温部位的防护措施主要应从改善材质入手。此外，还可以开展腐蚀监测工作，定点测量管线等的厚度；安装在线腐蚀检测系统，对腐蚀严重的部位进行实时监测；进行氢通量测试。
4.3 工艺操作
对常减压蒸馏装置腐蚀进行分析后不难发现，腐蚀物质主要为原油中的盐类、含硫化合物、羟基化合物等，这些物质在高温条件下生成腐蚀性物质导致设备受损。为此，从工艺操作方面对装置进行防护可以从以下几个方面做起。首先，对原油进行电脱盐。这可以有效减少原油中氯离子的存在，从根本上降低装置腐蚀度。其次，根据科技的发展选择新型、有效的缓蚀剂。再次，对装置结构进行优化。装置结构如果能使介质均匀流动、分配，则能有效减少冲刷造成的腐蚀。
5 小结
常减压蒸馏装置的状态直接影响到原油加工的效率和质量，也对企业的经济效益有着影响作用，同时还是国家工艺水平的标志。采用优质的材料可以使装置的耐腐蚀能力增强，工艺的改进可以降低原油加工对装置的腐蚀效果，在线监测系统能及时有效控制腐蚀度。
参考文献：
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作者简介：赵艳玲（1968-），女，陕西西安人，大专，助工，研究方向：石油炼制化工。
