关于常减压装置塔顶系统腐蚀与控制技术的探讨

2017-03-03范江伟中国石油长庆石化分公司陕西咸阳712000

化工管理 2017年35期

范江伟（中国石油长庆石化分公司，陕西咸阳 712000）

随着我国工业化的不断发展，原油提炼企业获得了飞速的发展，但在发展过程中，也存在着原油劣质化的问题，并且该问题的严重度日益上升，随着炼油企业加工高硫、高酸及高盐原油的比重日益加大，加速了对蒸馏装置的腐蚀，令装置的防护面临巨大的困难。上述问题需要炼油企业做出必要改进。

1 蒸馏装置塔顶系统的腐蚀状况

1.1 塔顶冷凝系统的腐蚀成因

蒸馏装置受腐蚀的原因为原油中的氯化物与硫化物受热分解，与水蒸气产生冷凝反应而形成的HCl-H2S-H2O腐蚀环境。其中H2S来自于原油中H2S与硫化物在化学作用下产生，而氯化物为无机与有机之分。其中无机氯盐易受热产生水解，如：

MgCl2+2H2O→(120℃)Mg（OH）2+2HCl

NaCl+H2O→（232℃）NaOH+HCl

原油中不含天然的有机氯化物，而其中的氯化物是原油提炼过程中添加含氯化学助剂所致。原油电脱盐技术无法实现排除有机氯化物，导致在蒸馏装置中一定的有机氯化物发生水解反应，进而形成HCl，反应如下：

R-Cl+H2O→R-OH+HCl

1.2 塔顶冷凝系统的腐蚀机理

氯化物与硫化物随油气进入蒸馏塔顶与冷却系统，随着温度的降低，硫化物与氯化物与冷凝水融合在一起，达到一个较低的pH值，从而形成了一个腐蚀性极强的盐酸腐蚀环境。

随着冷凝水的不断增加，pH值渐渐升高，腐蚀度在此时较小，但随着硫化物在冷凝水中的融度逐渐升高，使得水中的H+含量骤增，促进了氢的去极腐蚀反应，因此，该腐蚀类型为HCl-H2S-H2O[1]。

2 塔顶冷凝系统的工艺防腐措施

对塔顶冷凝系统的防腐措施在当前阶段以工艺防腐为主，材料防腐为辅。首先说工艺防腐，其方法为原油电脱盐、注碱、注水、注中和剂与缓蚀剂。但随着提炼技术与方法的发展，加重了原油中的金属含量，因注碱导致重油中的Na+含量极具增加，对催化剂的特性产生较大影响，同时也易引起管线开裂的问题出现。基于此，我国将“一脱四注”的防腐措施改为了“一脱三注”。

此外，国际上在蒸馏装置防腐蚀的工作上停止了对中和剂的使用，开始尝试“一脱二注”的防腐方法，但发展效果不佳，未能实现较大范围的推广。基于此，当前阶段我国常减压蒸馏装置的防腐举措仍然以“一脱三注”为主要方法。

2.1 原油电脱盐

所谓的原油电脱盐是指利用该技术将原油中的盐、水及杂质进行脱除，是控制稀盐酸腐蚀的重要一项环节，在脱水过程中将造成腐蚀的氯化物与硫化物脱除是防止腐蚀问题出现的根本方法。

随着我国工业技术的发展，电脱盐技术也经过不断的创新与发展，不断出现新的电脱盐技术。该技术主要有两种，分别为常规交流电脱盐技术与交直流电脱盐技术。

2.2 中和剂

中和剂对氯化物与硫化物的腐蚀起到一定的预防作用，当前阶段我国的炼油企业所使用的中和剂为无机氨，价格低廉，易于获得，但由于其溶解度较低，未能实现对腐蚀部位受损的有效控制，同时中和剂的使用，导致冷凝水中的pH值产生较大的波动，其防腐蚀效果较不稳定，从1970年代起，国际上开始以机胺取代无机氨，其较无机氨的中和能力较强，可与稀盐酸产生冷凝，令pH值较易控制，但经研究表明，有机胺结晶温度较高，当温度过高时易产生积盐，并且其价格较高。基于此，多采用二者相混合的形式使用。

2.3 成膜缓蚀剂

塔顶系统的防腐工作中，所使用的缓蚀剂有两种形式，分别为水溶与油溶之分。其中，水溶性缓蚀剂的“极性”头部与金属表面相接触，尾部则处于水中，在“极性”头部的分布不均匀的情况下，将导致水分子与金属表面接触，形成对装置的腐蚀。油溶性缓蚀剂的“极性”头部同上，而尾部则置于油中，水分子难以接触金属表面，不易产生腐蚀，因此对设备的保护能力较强。

常减压蒸馏装置塔顶冷凝系统的缓蚀剂主要包括吡啶衍生物、长碳链酰胺、季胺盐类型化合物等。由于上述表述中，水溶性缓蚀剂存在较大的弊端，因此国际上对缓蚀剂的研究从水溶性缓蚀剂逐渐转向了油溶性缓蚀剂，如咪唑啉衍生物拥有较好的相溶性与热稳定性、较高的成膜性与较低的毒性的良好特性，成为近年来发展较为迅速的缓蚀剂。