常减压装置塔顶管道腐蚀原因解析

陈龙飞，惠益嘉

（中国寰球工程公司 辽宁分公司，辽宁 抚顺 113006）

常减压装置塔顶管道腐蚀原因解析

陈龙飞，惠益嘉

（中国寰球工程公司 辽宁分公司，辽宁 抚顺 113006）

针对目前原油品质日趋劣化，造成常减压装置塔顶管线腐蚀日益严重，经过腐蚀调查并分析腐蚀原因后，阐述了腐蚀的环境和机理，解决常减压蒸馏装置管线低温部位防腐的合理措施，提出了加强工艺调整PH值的控制，并合理的减缓腐蚀-加强对缓蚀剂和剂量控制，降低腐蚀所造成的风险。

常减压蒸馏装置；塔顶管线；腐蚀原因；防腐措施

经调查山东某炼厂常减压装置塔顶管线腐蚀日趋严重，分析其造成的腐蚀首要原因是原油品质的逐渐劣化，油品的腐蚀性介质含量也随之升高，不仅会对装置的设备和管道造成腐蚀，也对炼厂的正常运行和人身安全造成严重威胁。针对油品的性质和造成腐蚀的原因进行有目的的分析和测试，准确的提出应对措施，对常减压装置的安全运行则显得十分必要。

该炼厂常减压装置于2005年底建成投产，加工的原油来源复杂，其成分极其不稳定。由于原油含硫量较高（0.82%～1.3%），对常减压装置设备的腐蚀问题也不可避免，经过对该炼厂的长时间调研和分析化验，腐蚀问题较为严重的部位主要集中在常压塔顶和塔顶换热器管线的低温部位[1]。

1 常减压装置腐蚀机理

该装置加工的原油本身含有一定程度的硫和氯离子，原油在脱水后对设备和管道基本没有腐蚀性，对低温区的管道腐蚀经查是由于HCl和H2S互相作用，并形成循环腐蚀环境，从而对管线和设备造成严重腐蚀，原油在蒸馏过程中产生HCl和H2S，通过管线进入常压流程的冷凝冷却系统，由于冷凝系统中液态水的出现，HCl和H2S遇水溶解后，形成了强酸腐蚀环境。腐蚀反应方程[2]如下：

2 常压塔顶管线腐蚀解析

装置内常顶油气通过E-1001A/B换热后，温度由 122℃降至到 97℃，而后进入湿式空冷器E-1002A～F。

2010年2月停工检修时发现E-1001A/B的出口管线的套管部分也腐蚀较重，将阀门的前置弯头拆除后，发现该弯头腐蚀极其严重，冲刷部位已有明显漏点，见图1。

2010年4月，该炼厂发现常减压装置常压塔顶管线和原油-常顶油气换热器E-1001A/B出口弯头（规格为φ630 mm×12.0 mm，材质为20#钢）腐蚀严重，并伴有穿孔泄漏现象。

2010年 9月，装置例行检修时，发现换热器E-1001A/B存在严重泄漏情况，经查为该换热器原油-常顶油气管道被严重腐蚀后发生泄漏。

2010年 11月，该原油-常顶油气换热器E-1001A/B出口阀后异径三通（规格为φ630 mm×12 mm/φ377 mm×10.5 mm，材质为20#钢）焊口冲刷腐蚀泄漏, 用环氧树脂加玻璃丝布包裹，最后加套管施焊。

2011年1月检测时，焊缝处的腐蚀已经非常严重，腐蚀泄露裂口长度为16mm左右，宽3.5mm左右，见图2。经专家讨论后采取美特铁焊接堵漏。

图1 腐蚀弯头局部Fig.1 Part of corrosion elbow

图2 焊缝处腐蚀Fig.2 Welding seam corrosion

3 管道腐蚀原因分析

3.1 塔顶污水pH超标加剧设备腐蚀

酸性腐蚀为此类装置的常见腐蚀状况，因此控制附塔管道内的物料pH值可以有效缓解设备和管道的腐蚀程度和速度[3]经检测塔顶管线注水系统的冷凝水为中性与弱碱性之间，即7.0≤pH≤9.0。

原油的检测报告中显示，该炼厂使用的原油含有氯化钠、氯化钙和氯化镁等无机盐成分，常温下并无腐蚀作用，但在加工生产过程中，原油经过加热分解，无机盐中的氯离子遇水，且在高温环境下形成盐酸的强腐蚀性介质，从而对设备和管道进行腐蚀破坏。

3.2 缓蚀剂和中和剂质量对设备腐蚀的影响

由于管道和设备的腐蚀情况严重，该炼厂2010年起针对塔顶冷却水系统进行持续采样并做pH值测定，经检测冷凝水pH值极不稳定，且严重超标，虽短时间内对生产不会造成影响，但长期的腐蚀对设备和管道的危害非常严重[4]，如不排除该隐患，很可能酿成大事故，检测小组将1月至6月的监测数据绘制成表，进一步分析冷却水的pH值波动原因，其统计表见表1。

该装置于2010年1月投入生产的缓蚀剂和中和剂，为某化工厂生产，经第三方检测后各项指标均合格，该产品正式用于该装置后，分析小组对塔顶污水做了采样分析，其铁离子含量严重超标（标准含量≤3.0 mg/L），而且数据波动明显，结合之前检测结果，分析得出缓蚀剂和中和剂并未起到缓解腐蚀的作用，而且出现了加剧腐蚀的异常状况。

3.3 装置流程和设备状况对腐蚀程度的影响

该装置自投入使用后，一直处于满负荷运行状态，设备老化日趋严重，经过扩容增产后，部分设备勉强能够满足要求，特别是常压塔，其塔顶管线油气量明显增加的情况下口径却未增加，流速增大至原来的约1.2倍，因此管壁所承受的油气冲刷腐蚀增加，也是管线加快变薄、泄漏的重要因素[5]。

经考察换热器E-1002A/B的管线未按平均分配的原则进行配管，导致介质在管线内流量出现偏差，从而造成局部冲刷严重，加剧腐蚀程度。

表1 塔顶管线pH值统计表Table 1 pH Statistics of column overhead pipelines

3. 4 电脱盐对腐蚀程度的影响

原油中通常含有NaCl、CaCl2、MgCl2等盐类、同时含有一定的水，盐类溶解于水中与原油形成悬浊液，其中也有部分盐类以颗粒状态悬浮于原油中，这些盐类在炼油生产过程中经过高温环境下的复杂作用，产生强腐蚀性介质，对设备和管道危害极大，因此电脱盐系统对于炼油装置至关重要，电脱盐效果不佳时，原油中的腐蚀性介质可对装置后续的加工设备和管道造成严重腐蚀。

经过对该炼油厂电脱盐效果的调查，经过电脱盐处理后的原油各项指标均能满足要求，特别是含盐和含水量均处于指标以下，该装置的电脱盐系统完全能够满足工艺要求[6]，可将电脱盐系统造成管道腐蚀的原因排除。

4 防腐措施

4.1 调整介质中pH值

生产过程中控制介质的pH值是防腐的重要手段之一，鉴于管道腐蚀的部位特殊，该厂成立分析专项小组，专门针对该段工艺管道进行长期监控、采样、分析，及时汇报管道内介质的铁离子含量以及pH值数据，出现超标状况时，分析原因并采取有效措施进行整改，防止设备和管道出现急剧腐蚀状态，保障生产平稳运行。

4.2 均衡管道承压

原有设计中 E-1002A/B配管未能做到平均布置，介质分配也未做均衡考虑，从而造成介质偏流，局部冲刷腐蚀严重。根据现场情况，优化设计方案，满足工艺流程的前提下，将旧有管道进行合理布置，做到平均分配管道中介质，尽量保证介质平缓输送，并且增加了易腐蚀管段及弯头的壁厚，进一步减缓设备和管道的冲刷腐蚀因素，增强抗腐蚀能力。

4.3 缓蚀剂和中和剂对管线防腐的作用

缓蚀剂和中和剂对管线防腐有着至关重要的作用，根据大多数炼厂的实际生产经验对比，缓蚀剂和中和剂可以有效减缓管道腐蚀。

经上述分析，该装置所使用缓蚀剂和中和剂在测试中未有明显效果，而且有加重腐蚀的嫌疑，经与厂家和相关专家沟通分析后，尝试采用蒸汽携带的加药方式，再次检测后，污水中铁离子含量降至合格水平线内，其缓蚀效果明显，且数据趋于持续稳定状态。

5 其他原因造成的腐蚀及防治措施

5.1 电脱盐效果不佳造成的腐蚀

实际生产过程中，由于原油种类繁杂，含盐量波动较大，因此当炼厂原油来源不稳定时，易造成电脱盐处理量不能完全满足生产要求的情况，导致后续的炼油设备和管道腐蚀日趋严重。

其防治措施要根据不同状况进行分析，当原油成分改变时，应将成分数据发送给电脱盐设备的供应商，经过周密的分析计算后，再进行实际生产，并在生产过程中及时采样分析，避免造成不必要的损失。

5.2 缓蚀剂、中和剂不达标造成的腐蚀

实际生产过程中缓蚀剂和中和剂的作用对管道和设备的防腐非常重要，但经调研分析，缓蚀剂、中和剂的产品质量差异较大，某炼厂的常减压装置发生与本文类似的严重腐蚀情况，其他检测均符合生产要求，管道布局合理，但塔顶管道仍然发生较为严重的腐蚀，逐一排查后发现其注入的缓蚀剂和中和剂产品质量不达标，不仅不能减缓腐蚀效果，反而增加了腐蚀速度，因此严格把控缓蚀剂和中和剂的产品质量对减缓管道腐蚀也尤为重要。

5.3 管道选用不当造成的腐蚀

塔顶管道和与其相关的设备、管道是易腐蚀的个体，通常选用碳钢作为主材，其腐蚀无法避免，只能减缓，因此管材选用时应区别于常规设计，可将壁厚相应提高，条件允许时也可以考虑使用不锈钢或其他抗腐蚀的材料。另外管道的管径选择也应考虑装置的处理能力，尽量避免出现管道中的介质流速过快的现象。

［1］殷德清，李茂盛，张兆宽.常减压蒸馏装置的硫分布、腐蚀及防护[J].石油化工腐蚀与防护，2008,25(4):41-44

［2］李俊，宋文明，薛小强.湿硫化氢环境原料气管线焊缝开裂分析与对策[J].石油化工设备，2011(6):93-96.

［3］文联奎，戴东生.催化裂化烟机入口管线借口的有限元计算[J].石油化工设备，1993(6):8-12.

［4］杨兰州，王喜月.应对原油变化的装置腐蚀防护[J].石油化工腐蚀与防护，2010，27(6):27-30

［5］刘香兰，王颖.常压塔顶系统腐蚀原因分析及对策[J].全面腐蚀控制，2011,25(1):26-30.

［6］陈洋.常减压装置塔顶系统腐蚀与控制技术现状[J].全面腐蚀控制, 2011,25(8):10-13.

2017年水性工业漆将成为涂料行业发展新趋势

近年来，环境污染越来越重，城市淹没在雾霾之中，PM2.5引发了人们对环保的高度关注和行动热情。其实环保可以从身边做起，水性家具涂料、水性防腐涂料、水性汽车涂料、水性集装箱涂料、水性建筑涂料等环保涂料的兴起，可以减少PM2.5的排放，相对于溶剂型涂料来说，水性涂料对环境的污染是很轻的，尤其近年来，随着国家各项环保政策的出台，国家调控推动水性涂料的发展，减少溶剂型涂料的生产，可以说未来水性涂料的发展只会越来越好。

水性工业漆是一种以水为溶解介质的涂料，就好像溶剂型涂料，水性工业漆具有无毒环保、无气味、可挥发物极少、不燃不爆等优点，是一种不用有机溶剂作为稀释剂的绿色环保产品。水性工业漆在我国起步较晚，随着国家环保法规的日益完善、涂料企业和公众对环保意识的日益增强，发展水性等环保涂料已势在必行。传统的建筑涂料、汽车电泳底漆水性化已普及，目前水性工业漆技术日趋成熟，开始逐步向汽车、集装箱、工程机械等领域推广应用。

近年来国内空气质量严重恶化，进一步促进了我国环保建设的进程，国家一系列环保政策措施的出台，为环境保护提供了保障，但是光有政策支持还不够，还需要通过科技进步，推进系列环保材料的快速研发和使用，才能真正地解决环保与发展之间的矛盾。面对日趋严格的环保政策，不管是涂料原材料供应商，还是涂料生产企业、涂装设备生产企业，都围绕水性工业漆等环保产品加快转型发展。

Cause Analysis of Corrosion of the Pipes on the Top of Atmospheric and Vacuum Distillation Unit

CHEN Long-fei,HUI Yi-jia

（HQCEC Liaoning Branch, Liaoning Fushun 113006，China）

The corrosion of the pipes on the top of atmospheric and vacuum distillation unit becomes increasingly severe because of crude oil quality deteriorating. In this paper, the corrosion situation was investigated and corrosion causes were analyzed, the environment and mechanism of corrosion were introduced, the reasonable measures to solve the corrosion problems of low-temperature pipes in AC/VDU were put forward. It's pointed out that the process adjustment of PH value should be strengthened, proper anti-corrosion agents should be used, in order to reduce the risk caused by the corrosion.

Atmospheric and vacuum distillation unit; Pipeline; Corrosion causes; Anticorrosion measures

TE 624

A

1671-0460（2017）04-0732-03

2017-03-19

陈龙飞（1981-），男，辽宁省沈阳人，工程师，2005年毕业于大连轻工业学院化学工程与工艺专业，研究方向：石油化工工艺管道设计工作安装。E-mail：chenlongfei@hqcec.com。