常减压装置腐蚀机理及防腐措施研究

摘要：常减压装置是炼油企业的关键设备，它直接影响企业的经济效益。本文主要对常减压装置的腐蚀机理进行了分析， 并在此基础上提出了混炼、控制流速和流态、注意选材、工艺防腐措施等具体的防治措施。

关键词：常减压；腐蚀机理；防腐措施

常减压装置是对原油进行一次加工的蒸馏装置，它将原油分馏成汽油、柴油、渣油等组分。这是炼油厂的重要设备，也是关系到系统能否长周期运行的关键装置。笔者主要结合实际工作经验，对常减压装置的腐蚀机理和防腐措施进行了探析。

1 常减压装置主要腐蚀机理

1.1 高温部位的腐蚀机理

高温部位是 H2S-S–RCOOH型腐蚀，主要是活性硫和环烷酸引起的。

（1）活性硫化物腐蚀

活性硫化物包括硫、硫化氢、硫醇等，它们是引起高温重油部位腐蚀的原因，其含量越多，腐蚀越严重。硫在低温时与金属作用不明显，但在 350～400℃的高温下，能直接和铁作用，生成硫化亚铁。硫化氢和铁也能直接作用，当硫化氢浓度和温度升高时，腐蚀增加。硫醇等活性硫化物，与铁接触产生腐蚀。非活性硫化物本身不与铁作用，但是热稳定性比较低的非活性硫化物，如硫醚、二硫醚等在加工中分解生成活性硫化物，仍具有腐蚀性。

（2）环烷酸腐蚀

环烷酸是石油中含饱和环状结构的有机酸，包括环烷酸、脂肪酸、芳香酸以及酚类，以环烷酸含量最多，故一般称石油中的酸为环烷酸。环烷酸腐蚀通常发生在酸值大于0.5㎎KOH/g，温度在270～280 ℃和350～400 ℃之间的高速流体介质中，环烷酸在常减压装置中随原油一起被加热、蒸馏，随柴油馏分冷凝，并溶于其中，从而造成该馏分对设备材料的腐蚀。环烷酸在金属表面或FeS表面膜可直接发生反应生成环烷酸铁，并立刻溶解在工艺介质中，使金属表面不断暴露，继续受到腐蚀，环烷酸铁还可以和物料中的H2S反应生成FeS和酸，使装置进一步受到腐蚀。

1.2 低温部位的腐蚀机理

低温部位是 HCl - H2S - H2O 型腐蚀，主要是含盐引起的。由于高酸原油在加工过程中高温部位环烷酸腐蚀严重，原油乳化程度增大，电脱盐系统脱盐难度增加。低温部位主要是常压塔上部5层塔盘，塔体以及部分挥发线，常压塔顶冷凝冷却系统，减压塔部分挥发线和冷凝冷却系统。主要腐蚀介质是HCl、H2S和H2O等，其中HCl主要来源于原油中的无机盐水解，H2S少部分来自于原油中，大部分来自原油中有机硫化物的高温分解。HCl和H2S一起对塔顶冷凝冷却系统产生剧烈腐蚀，尤其在气液两相转变区，腐蚀更为强烈。这是因为常压塔顶以及馏出系统的温度低于水的露点， HCl气体溶于水造成腐蚀，而H2S对盐酸的腐蚀起到加剧和促进作用，从而形成了HCl - H2S - H2O的强烈循环腐蚀。

1.3高温烟气腐蚀

在常减压装置加热炉设备中，燃烧过程中生成含SO2和SO3的烟气在加热炉的低温部位与空气中的水分冷凝，产生硫酸露点腐蚀，造成设备的损坏。

2常减压装置防腐措施

2.1混炼

对于掺炼高酸原油的装置应严格控制装置进料的酸值不超过设备设防标准，严格控制进装置原油混合比例，并保持原油性质的相对稳定；如短时加工原油酸值超过设防值，应及时采取相应防腐与生产监控措施，确保安全生产，并选择适当时机进行材质升级。

2.2控制流速和流态

由于环烷酸的腐蚀受到温度、流速、流态的影响很大，而温度受工艺条件限制，难以调整，应尽量采用大管径，降低流速；对于新建，更换的管道或设备，应将管道及设备内壁焊缝磨平，防止产生涡流。

2.3注意选材

选材需要根据介质的温度、流速、流态，选择经济合理的耐蚀材料。金属材料的腐蚀产物，含有较多的铁等金属元素，会对二次加工装置的催化剂等造成严

重影响，因此选取耐环烷酸腐蚀的主要材料是0Cr18Ni10Ti类，316L和317L。

2.4工艺防腐

工艺防腐是防止低温腐蚀重要的手段，应结合具体腐蚀环境确定合理的防腐措施。具体措施主要有原油电脱盐、挥发线注入中和剂、缓蚀剂以及挥发线注水

等。该工艺措施能有效改变常减压腐蚀环境，减少或抑制腐蚀介质的作用。

（1）原油电脱盐

原油电脱盐是控制腐蚀的关键步骤，充分脱除盐类是防止低温腐蚀发生的根本方法。通过有效的脱盐，实现脱后原油含盐不大于3 mg/L，可对低温部位腐蚀进行有效的控制。此外，原油电脱盐还可脱除Na离子，防止后续加工装置的催化剂中毒，同时原油电脱盐可有效的脱除水分，保证后续加工操作的正常运行，降低加工能耗。

（2）注入中和剂

注入中和剂的目的是中和常减压塔顶馏出系统中的HCl和H2S生成的腐蚀性较小的盐类，并调节塔顶馏出系统冷凝水的pH值。HCl的腐蚀是随着pH值的

降低而加强，H2S的腐蚀是pH值在7～8左右较为强烈，随着pH值的降低而减缓。

（3）注入高、低温缓蚀剂

采取上述措施后也不能将HCl在水冷凝前全部中和，且由于H2S的存在，在冷凝区仍有局部酸腐蚀。同时氯化铵溶液中的氯离子会破坏金属表面保护膜，加

重腐蚀。当注入缓蚀剂后，由于缓蚀剂具有表面活性，吸附于金属表面形成一层抗水性保护膜，遮蔽金属同腐蚀介质的接触，使金属免受腐蚀。另外，缓蚀剂的表

面活性作用能减少沉积物与金属表面的结合力，使沉积物疏松，为清洗带来方便。塔顶挥发线注缓蚀剂，可以对注入点以后一系列设备进行保护。如果塔顶内部

腐蚀严重，应在塔顶回流管线注入缓蚀剂。

结束语：

综上所述，常壓和减压塔作为炼油装置的关键设备，其腐蚀问题是装置安全运行的重大隐患。随着原油成分复杂化程度的增加，仅靠一般的防腐措施已不能完全避免常减压设备腐蚀问题，必须不断开发应用新技术、新材料和新工艺，从源头上彻底解决常减压装置腐蚀问题。

参考文献：

[1]杜朝锋，黄英，秦秀兰.常压催化联合装置的腐蚀和防护新技术[J].石油机械， 2006， 34（2）

[2]任玉利.常加压装置加工含硫原油的腐蚀及应对措施[J].石油化工安全技术， 2004， 20（1）

作者简介：张德庆（1987-），男，辽宁盘锦人，毕业于辽宁石油化工大学化学工程与工艺专业，助理工程师，现主要从事常减压、减粘裂化装置生产工作。