常减压装置低温部位腐蚀及防腐措施探讨

管志军，柴文正，韩国栋



常减压装置低温部位腐蚀及防腐措施探讨

管志军，柴文正，韩国栋

（中海油（青岛）重质油加工工程技术研究中心有限公司， 山东 青岛 266500）

随着国内原油品质的劣化以及进口含硫原油数量的增加，常减压装置面临着越来越严峻的防腐问题，能有效的缓解常减压装置的腐蚀问题已迫在眉睫。通过对常见的几种低温部位腐蚀机理的研究，找出了影响其腐蚀的各种因素，并提出了一些防腐对策。

常减压；腐蚀；措施

近些年来，中国原油加工量和原油进口量不断增长，许多炼油厂采购硫含量或酸值较高的原油以降低原油采购的成本。因此导致装置的安全生产和设备防腐都受到很大的影响。本文通过了解一些企业的状况，分析了当前常减压装置在低温部位存在的腐蚀情况并提出了一些建议和措施。

1 危害

常减压蒸馏作为炼油的第一道加工工序，为下游装置提供所必需的原料，它的腐蚀首先影响了装置的安全生产；而设备腐蚀受到损坏，还需要耗费大量的资金去修复和更换，并且腐蚀的产物留在产品中影响了产品的质量，对下游的装置也造成了危害。

2 低温部位腐蚀原理

低温腐蚀的主要腐蚀介质是HCl-H2S-H2O，低温腐蚀主要发生在常减压装置的初馏塔、常压塔和减压塔顶部和塔顶的冷凝冷却系统。腐蚀的原因是原油中含有氯化物，包含氯化镁、氯化钙及氯化钠等。即便经脱盐后还会含有微量Mg2+、Ca2+和Na+，氯化镁和氯化钙在200 ℃以下开始水解，氯化钠在300 ℃时亦发生水解[1]，生成氯化氢，随油气上升到分馏塔顶部，当它们为气体时没有腐蚀性，由于塔顶温度较低特别是空冷入口处原油和汽提蒸汽带入的水蒸汽开始凝结为水珠时遇到HCl气体形成盐酸，并产生强烈的腐蚀作用，这种腐蚀一般是发生在初馏塔顶、常压塔顶、减压塔顶和空冷入口及塔顶回流入口的塔盘处，具体的化学反应如下：

MgCl2+2H2O→Mg（OH）2+2HCl

CaCl2+2H2O→Ca（OH）2+2HCl

Fe+2HCl→FeCl2+H2

当有硫化氢存在时，发生下列化学反应：

FeCl2+H2S→FeS↓+HCl

Fe+H2S→FeS↓+H2

FeS+2HCl→FeCl2+H2S

以上化学反应形成循环反应，导致腐蚀不断加剧。因此尽量降低原油中的盐含量对常减压装置的防腐有着十分重要的意义。而如今大多数炼油企业常减压脱后原油含盐量基本上可以达到3 mg/L以下的指标，但是仍有不少企业把原油含盐的危害忽视了，脱后原油含盐超标，有些企业脱后含盐甚至达到了10 mg/L，即便是脱后原油含盐量达标的企业，尚且存在冷凝水铁离子超标的情况，那些不重视的企业，其装置的腐蚀程度也就显而易见了。所以，开好原油电脱盐，管理好“一脱三注”十分重要。

3 防腐措施

3.1 工艺防腐措施

3.1.1 优化电脱盐系统注水

电脱盐系统的注水采用的是通过污水汽提装置处理后的净化水。电脱盐注水的作用是溶解原油中的无机盐，随着洗涤水的脱出而将盐分脱出。原始的低速电脱盐注水量大约是原油加工量的3％，为了加快盐类溶解的速度，我们把电脱盐的注水量提高至原油加工量的5％，注水方式改为先将洗涤水注入二级脱盐罐，再将从二级脱盐罐脱出的水注入一级脱盐罐，一级脱盐罐脱出的污水经冷却换热后排至污水处理。

3.1.2 选择合适的破乳剂并改变破乳剂注入方式

破乳剂可以使原油乳化液中的油水液膜遭到破坏从而达到破乳效果，破乳效果的好坏对电脱盐的脱盐效果影响很大。洛阳华工实业有限公司针对俄罗斯原油的性质和装置的操作条件进行原油破乳模拟试验。采用先进的油溶性破乳剂替代传统的水溶性破乳剂。研制出SH─9303型油溶性破乳剂。经实验室评价确定注入量为原油量的4.51μg/g。可以达到脱后原油的含盐量小于3 mg/L、含水量小于0．3％、脱出的污水含油量小于100μg/g的指标要求[2]。

为了使油溶性破乳剂和原油充分混合，改变破乳剂在电脱盐罐前注入的传统注入方式，将破乳剂移至原油泵入口处，通过利用原油泵内叶轮高速旋转，使其充分混合后进入电脱盐，获得了很好的脱盐效果。

并不是某种破乳剂在别的企业效果良好在自己的企业就一定也适用，破乳剂的选用还是需要根据企业自身炼制的原油性质谨慎做出合适的选择，严格控制其注入量。

3.1.3 塔顶三注

在塔顶馏出线上注氨中和生产过程中产生的氯化氢和硫化氢调节塔顶PH值是低温部位防腐的一项重要措施。缓蚀剂的注入也是防腐过程中不可或缺的一个重要环节，缓蚀剂分子内含有极性基团，它可以附着在金属表面形成保护膜[3]，能有效的隔离腐蚀介质，保障设备的安全。注水的作用在于可以使露点前移还可以溶解洗涤生产过程产生的氯化铵。

目前塔顶“三注”部分尚存在很多问题需要我们进行很多改良措施才能尽可能有效的减轻设备腐蚀，主要问题包括以下几个方面：

1）每次配置的氨水浓度不可能精确一致，注氨的量不好控制，导致塔顶水pH波动较大，对此需要实施定时监测塔顶pH值，及时对注氨量作出有效的调整；

2）有些装置塔顶注水运行不正常，无法达到预期效果，对此可以配备精准的流量计，按时做好注水量记录，不正常时马上排除问题；

3）缓蚀剂的选择不当，每一种缓蚀剂都有它的pH值适用范围，在这个范围内能把腐蚀速率降到最低。此外缓蚀剂的用量也有一个适宜的范围，用量太大不但不会增加保护作用，反而增加了开支，用量太少达不到缓蚀作用，反而还会增加腐蚀。对此要严格筛选合适的缓蚀剂，严把质量关，严格控制注入量。

3.2 设备选用合适的防腐材料

3.2.1 设备和内件的选材

选用合适的防腐蚀材料作为设备和塔内件的选材可以明显的降低设备的腐蚀速度。国内炼厂常用的耐腐蚀材料主要有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢等。国内炼制含硫原油一般采用碳钢OCr13Al或者是碳钢HastelloyC-4，内件用OCr13Al或HastelloyC-4[4]。

塔顶冷凝系统管线采用碳钢，冷凝器管束采用钛材料。空冷管束使用钛材。[5]对于该部位材料防腐统一管理措施和设施的缺乏时装置产生腐蚀不能长周期运行的重要原因之一。

3.2.2 表面的防护隔离

表面的防腐隔离材料主要是防腐涂层或镀层。它本身具有良好的耐蚀性，与金属基体有良好的结合力，可以在金属表面形成防护隔离层，从而达到防腐的目的，提高了设备的寿命。其特点是成本很低，一般塔顶空冷器和冷换设备应用可靠地涂层后，使用寿命可成倍提高。

4 结论

常减压装置生产过程中产生的低温露点腐蚀情况日趋严重，严重影响了装置的安全生产，损害了公司的经济效益，对工人的人身安全也有着重大的威胁，因此要求我们必须把装置的低温露点部位防腐工作放在一个重要的位置来对待。

对此首先在设备的选材上应该给与足够的重视，根据加工原油的性质，以及针对日常生产中易于发生腐蚀的部位进行合理的选材，表面做合理的防护隔离层；在工艺上，开好电脱盐工艺，做好塔顶“三注”工作也是十分必要的。只有同时做到以上几点才能有效的减缓常减压的低温露点腐蚀，为装置的正常持续生产提供保障。

［1］曹东学．常减压装置腐蚀及应对措施[J].石油化工设备技术，20056,26（4）：36.

［2］郭树峰，于四辉．常减压装置塔顶系统的腐蚀机理与防腐措施[J]. 中外能源，2010，15:98-102．

［3］刘锐，蔡萌，王继国．常减压装置炼制大庆原油的腐蚀原因分析[J].化工科技市场，2010，8(8)：9-12．

［4］林红先，常减压装置低温部位露点腐蚀研究[D]. 西安:西安石油大学硕士学位论文.

［5］谢水海.常减压装置工艺设备腐蚀状况分析[J].石油化工设备技术，1999，20（1）：55.

Study on Corrosion of Low Temperature Part of Atmospheric and Vacuum Plants and Anticorrosive Measures

，，

（CNOOC (Qingdao) Heavy Oil Processing Engineering Research Center Co., Ltd., Shandong Qingdao 266500, China）

With the deterioration of the quality of domestic crude oil and the increasing number of imported sour crude oil, the atmospheric and vacuum distillation unit is facing more and more serious corrosion problems, how to relieve the corrosion problems effectively is imminent. In this paper, through research on several common low temperature corrosion mechanisms, the various factors to affect the corrosion were found out, and some countermeasures were put forward.

Atmospheric and vacuum distillation; Corrosion; Measures

TE 624

A

1671-0460（2014）06-1098-02

2014-06-04

管志军（1986-），男，山东青岛人，助理工程师，2010年毕业于青岛科技大学自动化专业，研究方向：从事常减压炼油化工工作。E-mail：guanzhijun777@163.com。