减压蒸馏塔的腐蚀与防护

黄景峰，韩英杰，闫海清，呼立红，王新凯，郑丽群

(1.沈阳中科韦尔腐蚀控制技术有限公司，辽宁 沈阳 110180;2.中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司，辽宁 抚顺 113004)

近年来，随着炼油生产装置的扩能改造和原油品质的不断劣化，对防腐工作的要求越来越高。2014 年，国内某炼油厂在停工大检修过程中，发现其5 Mt/a 蒸馏装置的减压塔，减三段和过汽化油段的塔体、填料和其它内构件出现严重的腐蚀，而此炼油厂的减压塔采用的是减压深拔技术。经过相关技术人员的分析和讨论，最终找到了减压塔腐蚀的原因，并且提出了长期和短期的防腐对策。

1 减压塔腐蚀情况

本次检修发现，减压塔腐蚀最严重的部位是减三段和过汽化油段。其塔壁衬里表面布满密集点蚀坑1～2 mm，局部腐蚀穿孔(见图1)。衬里环焊缝密集点蚀1～2 mm，局部达2～3 mm(见图2)。规整填料因腐蚀穿孔散架，导致失效。分布器表面密集点蚀坑1～2 mm。升气孔顶盖大部分腐蚀掉，侧板腐蚀穿孔。内管表面密集点蚀1～2 mm。浮球腐蚀穿孔。填料支撑格栅密集点蚀导致部分被腐蚀消耗掉，上方填料脱落形成凹坑。工字支撑梁上表面密集点蚀1～2 mm。

该炼油厂在上次检修时(2012 年5 月)，也发现减三段和过汽化油段发生严重腐蚀(见图3-图4)。与上次相比较，本次腐蚀更加严重。

2 减压塔腐蚀分析

2.1 原油性质和设备选材

该炼油厂炼制的原油的性质见表1，从表1可以看出该原油属于低硫含酸原油。

塔壁内衬和填料的材质均为316L，选材合理。

图1 减三段衬里腐蚀穿孔

图2 减三段环焊缝腐蚀穿孔

图3 减三段腐蚀形貌

图4 过汽化油段腐蚀形貌

表1 原油性质

2.2 腐蚀原因

(1)该炼油厂炼制的原油为低硫含酸原油，在减压塔减三段和过汽化油段产生了以高温环烷酸腐蚀为主、硫腐蚀为辅的协和效应。这段区间的温度为350～400 ℃(见表2)，正是环烷酸聚集的温度范围;塔壁、填料和其它内构件的金属元素铁与环烷酸反应生成油溶性的环烷酸铁，硫与铁反应生成FeS;硫含量的较低使金属表面不足以形成可以起到减缓环烷酸腐蚀作用的FeS 保护膜，相反还加速了腐蚀。

表2 常减压装置标定期间主要操作参数

(2)从表2 可以看出，在深拔前后:减三线酸值降低了0.08 mgKOH/g(增幅约为-5.75%)、硫质量分数增加了0.006 6%(增幅约为3.44%);同时过汽化油酸值降低了0.5 mgKOH/g、硫质量分数增加了0.049 5%。

但减三段和过汽化油段的腐蚀却更加严重，这说明在环烷酸和硫的影响之外，还存在其它影响因素。

(3)由于该蒸馏装置经过多次扩能改造，而减压塔却一直未曾改变，导致减压塔塔径相对整个装置的处理能力来说偏小，从而使塔内气相流速偏大。为了提高减压塔的拔出率，车间又采用了减压塔深拔技术，减压塔采用干式蒸馏(塔底不吹蒸汽﹚，但把过汽化油打入塔底，进一步加大了塔内气体流速。为了洗涤气相流速过大而携带的胶质、沥青质，装置又采用了减三线打热回流的措施，将抽出的大部分减三线油不经降温﹙与原油或热媒水换热﹚，又返回到减三线油抽出的填料段上方，使塔内气化段气相流速更进一步加大。就这样高温环烷酸及活性硫的协和化学腐蚀，加上相当高的气相流速的冲刷，腐蚀进一步加剧。

经车间证实，该减压塔的塔内气速，设计值为4 m/s，目前实际为9 m/s 以上。

3 结论

该炼油厂减压塔的减三段和过汽化油段发生严重腐蚀的原因，一方面是由于其温度正处在环烷酸聚集的温度范围，发生了环烷酸和硫的协和化学腐蚀。但更重要的原因是，在历次扩能改造的时候，该减压塔塔径未曾改变，又采用了深拔技术，从而使塔内气速加大，导致严重的冲刷腐蚀。

4 防腐对策

(1)调整操作。停止过汽化油打入减压塔底，直接抽出作为催化裂化的原料;根据减三线油的残炭值大小，减少返回减压塔的经换冷后的减三线洗涤油，只有换冷后的减三线油返塔，才有利于洗涤胶质、沥青质，打入的量也才会少，也才能降低塔顶冷回流。也只有这样，才能把减压塔全塔的气相流速彻底降下来。

(2)理性对待减压深拔。减压深拔是提高减压蜡油收率，提高炼油厂经济效益的好措施，尤其是减压渣油无后续加工装置的企业，可以说，拔得越深越好;可对于有后续加工的企业，减压深拔不一定要拔得很深。该炼油厂的减压渣油要进入焦化装置加工，应控制减压渣油的油含量5%～7%比较合适。如果拔得太重，不但消耗大量的能源，造成气速过高，损坏减压塔内件，而且使焦化装置的高附加值产品﹙汽柴油、蜡油﹚收率降低;低附加值产品﹙焦炭﹚产率增加，清焦次数大大增加，焦化装置的效益大大下降，可能会得不偿失。减压深拔的经济效益一定要综合计算。

(3)从长远看，该炼油厂应该做好减压塔更换新塔的准备，下一周期更换新塔。

(4)从目前生产考虑，应对减压塔进行修复。腐蚀严重的塔壁应进行贴板补强，腐蚀严重的填料和其它内构件应进行更新。其腐蚀严重的填料也可以使用材质等级更高的904L 不锈钢。