常减压装置腐蚀机理研究与可靠性分析

陈冬梅

安徽实华工程技术股份有限公司 安徽合肥 230601

1 常减压装置腐蚀机理

1.1 低温湿硫化氢腐蚀

常减压装置低温腐蚀的腐蚀介质主要是HCl-H2S-H2O，腐蚀部位基本上处于各塔顶冷凝冷却系统。由于原油中含有一定数量的氯化物，即便原油在加工过程中经过电脱盐系统进行脱盐处理，脱后原油中仍然含有微量的NaCl、CaCl2和MgCl2，而CaCl2和MgCl2在温度200℃以下就会发生水解反应，而NaCl需要在温度300℃时才开始发生水解生产HCI，生成物在有液相水的环境下生产盐酸，产生强烈的腐蚀作用。其反应式为：

上述无机盐水解反应大约在120℃开始进行，且随着温度的升高水解速度加快，经研究发现，在343℃时，MgCl2的水解率达到了92%，CaCl2的水解率为10%。

1.2 高温硫化物腐蚀

高温硫化物腐蚀一般是指发生在240℃以上的环境下，活性硫化物与生产系统中的铁发生反应生成硫化亚铁，这种腐蚀形式较为均匀。其反应式为：

1.3 环烷酸腐蚀

在原油蒸馏过程中，不同相对分子质量的环烷酸随着和它沸点相近的馏分油汽化而汽化、冷凝而冷凝，并溶于该馏分中，从而使得该馏分对设备及管道有着腐蚀作用。研究表明，环烷酸腐蚀性能与分子量有关，低分子环烷酸腐蚀性很强。

环烷酸主要存在于较重的馏分油中，其酸量与原油中的酸值有着直接的关系，原油酸值越高，其环烷酸酸量越高，越容易产生腐蚀。研究表明，工艺介质温度在270-280℃、350-400℃之间对环烷酸腐蚀越有利。在环烷酸腐蚀过程中不需要水参与反应，可直接与裸露的金属表面或FeS表面膜发生腐蚀反应生成环烷酸铁[1]。其反应式为：

2 常减压装置腐蚀原因分析

2.1 高温硫和环烷酸腐蚀

高温硫、环烷酸腐蚀属于高温腐蚀，该腐蚀一般发生在240-400℃，这个区间内的腐蚀与酸的分子量具有密切的关系。大多数情况下，这个类型的腐蚀集中于初馏塔的底部到换热系统的空间内，由于换热过程中活性硫、金属可以直接反应，从而生成硫化物，所以这个反应最终产物基本都是硫化铁等类型的物质。根据实际操作经验以及研究结果来看，在温度350-400℃的区间内，该类型的腐蚀最为强烈。

2.2 保温层下腐蚀

保温层下腐蚀是容易被忽视的低温腐蚀，该腐蚀主要出现于150℃以下的环境当中。常减压装置保温层下腐蚀一般集中于-10℃-120℃的系统当中，工艺泄漏是导致出现环境湿度变化的主要原因。另外，设备的脆性较大以及裂纹等情况也会由保温层腐蚀出现。一般来说，出现常减压装置保温层下腐蚀，主要还是保温层的多孔结构与保温材料的硫化物、氯化物有害成分所导致的结果。

3 防腐对策

3.1 防范措施

对于时常发生的腐蚀情况有必要运用好经验与理论知识，在众多防腐工艺中，工艺防腐属于最常用技术，该技术能够很好的应对防腐要求、防腐需要，实现酸碱度平衡。此外还要做好对设备出厂证明的检查，在使用设备前根据设备的运用效果评定设备的运行能力，找出可能会发生的各种风险。获知风险以后，由各个部门通力合作展开对防腐检测能力的研究与调查，从而第一时间掌握设备的运行能力、运行条件。以此为依据制定防腐计划。

3.2 合理选材

对防腐工作来说，合适的材料能够发挥出非常关键的作用。为了使常减压装置能够有效应对腐蚀问题，就需要做好防腐材料的优化、分析与选择，严格把关所用材料，做好原材料成分的研究与检查，保障力学性能、质量证明书资料的真实性。在使用的原材料中，不锈钢材料的作用非常突出，不锈钢材料化学成分含量对最后的防腐效果影响十分的显著。必须做好对不同腐蚀位置、腐蚀情况特点的研究，以此选择合适的防腐材料应对防腐要求，达成防腐目的。同一个设备仪器不同的位置有着不同的防腐能力要求，举例来说，常减压装置同样的位置除了会出现环烷酸腐蚀以外，有时也会出现硫腐蚀问题。面对以上腐蚀情况，就需要做好对腐蚀机理的研究，参照腐蚀难易度确定防腐材料[2]。

3.3 设备防腐策略

设备防腐也可以包括材料、结构与涂料等方面的防腐。材料防腐技术就是通过升级材料的方式来改善设备的性能，降低腐蚀带来的影响。比如说选择铁素体不锈钢替代传统的材料，耐腐蚀性更强。另外，抗露点腐蚀也可以通过设备防腐来完成，具体是通过选择ND钢来作为替代材料。结构防腐是通过避免应力集中来缓解腐蚀的技术，该技术能够应用于改造流速较大的部位，可以很好的避免湍流的出现[3]。

3.4 其他防腐策略

安全防腐是一种借助于装置安全管理来实现防腐的技术，该技术相比于设备、工艺防腐而言具有更强的预见性与时效性。一般来说，常减压装置的腐蚀都是有固定的原理与特征的，通过研究这些特征可以选择针对性的生产改造方式来进行潜在风险的分析，分散风险、降低腐蚀带来的影响。另外，对于腐蚀特别严重的设备还可以添加在线诊断与监测系统，这样一来就可以避免设备损坏带来的风险与安全问题，同时也可以强化巡检的力度与效果，确保常减压装置的安全运行。

总之，近年来，随着全球炼油产能的高速增长，优质原油产量已经无法满足各大炼油厂的加工需求，导致大量高硫高酸原油涌入市场，炼油装置在加工高硫高酸原油过程中所面临的腐蚀问题越发凸显，由此可见，本文的研究也就显得十分的有意义。