常压塔顶系统腐蚀及防护技术应用研究

庞娅静

（西安石油大学，陕西西安710065）

常压塔顶系统腐蚀及防护技术应用研究

庞娅静

（西安石油大学，陕西西安710065）

在石油加工工序中，常压蒸馏装置是第一道工序，是炼油厂的“龙头”装置。常压塔又是常压装置中重要的设备之一，常压塔的腐蚀与防护问题直接影响到全厂的生产。因此，为降低常压塔顶腐蚀，车间采取了定期采样分析常压塔顶酸性水质数据、常压塔顶注剂后腐蚀速率、定期测厚、通过电脱盐、塔顶注水、注中和缓释剂、控制工艺参数达到了预期目标，实现了装置的长周期平稳运行。

常压蒸馏装置；防腐；工艺操作参数；中和缓蚀剂

在炼油装置中，设备的腐蚀是经常遇到的，不仅因更换设备造成直接经济损失，严重情况下更导致火灾、爆炸等重大恶性事故。而炼油厂的龙头装置是常压蒸馏装置，原油经换热器、加热炉加温后，在常压塔内分离成各种沸点范围的产品和二次加工原料。常压塔的工艺技术条件、运行状况直接影响装置的产品质量、产品收率、装置能耗、经济效益和设备运行周期。因此对常压塔顶系统腐蚀原因进行研究并制定防护措施降低腐蚀具有十分重要的意义。

表1 监测方法

图1 常压塔顶系统

1 腐蚀情况

炼油厂加工原油硫含量最高为0.14 mg/kg，酸值最大为0.12 mgKOH/g，为低硫低酸原油。由于加工原油性质变化，导致常压塔顶系统设备轻微腐蚀，换热器、空冷器管束泄漏，装置不能够进行正常的气液相传质传热，使塔顶循环抽出量不够，泵处于半抽空状态，严重影响了产品质量和平稳生产。造成装置负荷降低，生产成本升高。同时造成员工日常工作任务加重，工作难度加大。怎样降低常压塔顶系统腐蚀是当前要进行的头等问题。通过对常压塔顶酸性水水质监测及注剂后腐蚀速率监测（见表1、图1），分析原因，采取措施（见表2）。

表2 常压塔顶D-103酸性水监测数据（检修前）

2 腐蚀原因分析

加工原油为低硫低酸原油，通过数据分析主要是常压塔顶酸性水中铁离子变化，以及酸性水中氯离子波动，引起常压塔顶低温部位盐类腐蚀。盐类腐蚀主要是水解出来的Cl-与金属反应而造成的管线减薄。主要表现形式为“HCl-H2S-H2O”腐蚀，如果塔顶温度过低，低于这个温度压力下的塔上部水蒸气的露点温度，水会在塔内冷凝，造成塔顶内壁、塔板的腐蚀。常压塔顶挥发线及换热器系统的腐蚀也属于这种腐蚀。

2.1 HCl-H2S-H2O的化学腐蚀

原油加热后，在水蒸气的补助作用下进行蒸馏，加热过程中生成的腐蚀介质氯化氢和硫化氢同原油中轻组分一同挥发，当它们都以气体状态存在时是没有腐蚀性的，或者说腐蚀性很轻，但是，在冷凝区域出现液体水时，便形成腐蚀性很强的HCl-H2S-H2O环境。在最先冷凝的区域，尤其是气液两相转变的“露点”部位，剧烈的腐蚀是由于低pH值的盐酸引起的。因为最先冷凝水是少量的且饱和了大量氯化氢，其pH值可达到1，其反应式如下[2]：

不论原油含硫高低，只要含盐，均会引起这些部位的严重腐蚀。这些反应交替进行，加速了金属设备的腐蚀。一方面表现为均匀腐蚀，另一方面表现为点蚀。

2.2 塔顶温度较低使水汽在塔顶冷凝造成塔板腐蚀

由于此前汽油干点的控制指标不大于170℃，且没有下限，要是塔顶温度处于90℃以下，使得塔内的水蒸气在塔顶冷凝，此时HCl气体溶于水滴中形成盐酸，由于初冷区水量有限，使盐酸浓度增高，腐蚀性强烈，对塔板造成强烈腐蚀[7]。

3 采取的措施

对于塔顶低温腐蚀，定期分析常压塔顶D-103的水质：含Fe2+、Cl-和pH值来判断腐蚀状况。指标：Fe2+≯3 mg/L，pH=7～9[2]。

3.1 塔顶注水

为节能降耗，常压塔顶注入净化水，注水量保持在7.0 t/h。塔顶注水可将冷凝水的酸性降低，使露点前移，降低腐蚀速度。减轻冷换设备的腐蚀[3]。

3.2 提高电脱盐技术

监控原油的酸值，调整电脱盐注水量。电脱盐是原油加工的第一个环节，它运行的好坏关系到后续装置的防腐效果。做好电脱盐操作，是控制常压装置腐蚀的根本手段。自2013年8月12日开始投用一级超声波破乳系统，进行电脱盐，保证脱后含盐在3 mg/L。随之，控制pH在7～9时，Fe2+浓度明显下降，能够达到3 mg/L，所以要通过严格的控制脱后含盐、中和剂注入量及浓度来控制pH值，降低腐蚀[4]。

3.3 塔顶注中和缓蚀剂

根据腐蚀速率和铁离子浓度随时调整注剂量，维持在20 mg/L～30 mg/L。缓蚀剂能吸附在金属表面上，形成单分子层的抗水性保护膜，使腐蚀介质不能与金属表面接触，从而保护金属表面不受腐蚀[5，6]。

3.4 调整工艺参数控制塔顶温度在100℃～129℃

通过以上措施的应用，2014年9～10月监测常压塔顶D-103的水质（见表3）。通过对D-103水质分析，pH值、氯化氢含量、铁离子含量的监测，铁离子明显降低，pH也控制在了7～9，腐蚀速率也相应的降低[2]。

表3 常压塔顶D-103的水质监测

4 结论

通过对常压塔顶D-103水质分析，pH值、氯化氢含量、铁离子含量的监测，装置测厚（对主要腐蚀设备及管线），找出腐蚀的主要原因，并且随即采取加强电脱盐、塔顶注水、注中和缓释剂、控制工艺参数等措施，在9～10月测得的数据可分析腐蚀有所降低，保证了装置安、稳、平、满、优运行。

［1］殷德清，李茂盛，张兆宽，等.常减压蒸馏装置的腐蚀与防护［J］.齐鲁石油化工，2008，36（2）：144-146.

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［3］张炜强，秦立高，李飞.腐蚀监测/检测技术［J］.腐蚀科学与防护技术，2009，21（5）：477-479.

［4］李飞，周永峰，胡科峰，等.腐蚀防护监测检测技术研究的进展［J］.全面腐蚀控制，2009，21（5）：477-479.

［5］陈明，等.硫化氢腐蚀机理和防护的研究现状及进展［J］.石油工程建设，2010，36（5）∶1-3.

［6］曾彦华.腐蚀监测技术在炼油装置上的应用［J］.全面腐蚀控制，2004，18（5）∶34-36.

［7］常减压蒸馏装置操作工［M］.北京∶中国石化出版社，2008.

Anticorrosion technology applicated summary of atmospheric tower

PANG Yajing
（Xi'an Shiyou University，Xi'an Shanxi 710065，China）

In petroleum processing,atmospheric and vacuum distillation unit is the first procedure,and also the"leading"device in refinery.Atmospheric tower is one of the important equipment in atmospheric distillation unit.Corrosion and protection of atmospheric tower directly affect the production of the plant.Therefore,in order to reduce the corrosion of atmospheric tower,the workshop adopted the regular sampling analysis of the top acid water quality data,the top note agent after the corrosion rate,periodic thickness,through the electric desalting,injection,infusion of neutralizing tower sustained release agent,control of process parameters to achieve the desired goal,realize the long-term and stable operation of the device.

atmospheric distillated device；corrosion；process operation parameters；neutralizers

TE986

A

1673-5285（2016）01-0098-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.01.026

2015－11-11

庞娅静，女（1986-），工程师，毕业于西安石油大学化学工程与工艺专业，现在中国石油宁夏石化公司工作，西安石油大学化学工程专业工程硕士。