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常減壓蒸餾裝置環(huán)烷酸腐蝕及防治對策

2019-09-26 09:44:02 作者：王閱兵來源：本網(wǎng)整理分享至：

近幾年來，隨著工業(yè)化進程的不斷加快，我國的石油產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展，其裝置生產(chǎn)原料多數(shù)為高硫、高酸原油。由于長期加工該性質(zhì)原油，常減壓蒸餾裝置設(shè)備被其中蘊含的高酸物質(zhì)嚴(yán)重腐蝕，甚至已經(jīng)影響到了裝置的正常運行，國內(nèi)部分裝置也因受腐蝕而引起泄漏著火或非計劃停工等意外狀況出現(xiàn)，僅導(dǎo)致了嚴(yán)重的財產(chǎn)損失和安全事故，還造成了原油產(chǎn)品的質(zhì)量不斷走低。將裝置各部位的腐蝕狀況相對比發(fā)現(xiàn)設(shè)備的高溫部位受腐蝕最為嚴(yán)重，直接威脅常減壓蒸餾裝置的安全生產(chǎn)，為長周期原油煉制埋下了極大的安全風(fēng)險。因此，了解高酸原油對設(shè)備的腐蝕及防治措施應(yīng)受到企業(yè)及從業(yè)人員的深刻重視。

01 造成腐蝕的主要原因

1高溫硫腐蝕

原油中存在活性硫和非活性硫，其中一部分作為其本身單體存在，剩下大部分則與烴類結(jié)合以多種形態(tài)的有機硫化物的形式而存在。硫化氫的含量除與原油中活性硫含量有關(guān)外，還在很大程度上受到環(huán)境溫度的影響，溫度不同，其反應(yīng)形式也會有所差異。其硫化的反應(yīng)式為：

Fe+H2S=FeS+H2Fe+S=FeS該反應(yīng)生成的FeS是一種保護膜，能夠防止高硫?qū)ρb置的進一步腐蝕；但當(dāng)其與酸共同存在時，則會與酸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，這層保護膜就會遭到破壞而失去保護效果，無法阻止腐蝕的繼續(xù)進行，硫及其化合物對裝置的破壞情況將會進一步惡化。

2高溫環(huán)烷酸腐蝕

原油和餾分油的酸值是衡量環(huán)烷酸腐蝕的重要指標(biāo)。一般來說，原油酸值大于0.5 mg KOH/g 或餾分油酸值大于1.5 mg?KOH/g時即可造成較為嚴(yán)重的環(huán)烷酸腐蝕。同時，溫度也會腐蝕情況產(chǎn)生較為明顯的影響。當(dāng)溫度達(dá)到235℃時，酸值增加一倍，碳鋼的腐蝕速率將會提高兩倍有余。當(dāng)然，不同的設(shè)備材質(zhì)對其酸性腐蝕的反應(yīng)程度和腐蝕的產(chǎn)生效果都是不同的。

3 流速及流態(tài)的作用

原油在裝置內(nèi)的流速和流態(tài)是評估設(shè)備腐蝕狀況的兩個關(guān)鍵指標(biāo)，科學(xué)研究表明，當(dāng)流速加快時，腐蝕速率也會隨之明顯增加。當(dāng)流速達(dá)到一定的速度時，流體的流動會對爐管和轉(zhuǎn)油線等裝置產(chǎn)生非常顯著的腐蝕效果。在溫度較高，流速較快的條件下，即使流體所蘊含的酸值很低，仍然會對碳鋼具有較高的腐蝕速率，因而也就更不利于原油的生產(chǎn)進程。

4氯化物腐蝕

隨著石油需求量的不斷增加，采油技術(shù)的提升勢在必行。為了提高原油采出率，各大石油化工廠都普遍使用了采油助劑，其中很大一部分都含有較高含量的氯化物。這些氯化物難溶于水，也很難用現(xiàn)有技術(shù)進行完全去除，造成了開采出的原油中氯化物含量大大提高。氯化物對常減壓蒸餾裝置的腐蝕條件與硫化物不同，往往作用于低溫環(huán)境或低溫部位，造成了裝置的進一步破壞，具有很高的安全隱患。

02針對腐蝕的防護對策

原油煉制過程中，在裝置的不同部位存在不同的腐蝕環(huán)境，也就相應(yīng)地存在不同的腐蝕因素的作用。因此，必須設(shè)計成體系的腐蝕流程，應(yīng)用成套的、科學(xué)的防腐技術(shù)，從工藝防腐措施、選材、腐蝕監(jiān)控以及設(shè)備使用管理等多方面方面逐步做到全面完善。

1選用更耐腐蝕的材質(zhì)

提高設(shè)備、管線材質(zhì)是抗環(huán)烷酸腐蝕最根本的方法。選擇設(shè)備的用料時，應(yīng)當(dāng)綜合考慮加工環(huán)境的溫度、液體介質(zhì)的流速及流態(tài)、不同裝置部位需要容納的液體組成，選擇最合適的耐蝕材料，當(dāng)然，同時還要考慮造價成本，爭取經(jīng)濟效益最大化。經(jīng)過科學(xué)評測，耐環(huán)烷酸腐蝕的主要材料屬于0Cr18Ni10Ti類。而金屬材料的腐蝕產(chǎn)物通常含有較高的金屬物質(zhì)，會對二次加工所需的催化劑產(chǎn)生負(fù)面的作用。因此，在條件允許和資金充足的情況下，應(yīng)盡可能地選擇高等級材料去打造減壓蒸餾裝置的設(shè)備。同時可根據(jù)裝置設(shè)備管線理論腐蝕核算結(jié)果，結(jié)合 SH/T3129-2012 以及裝置開工運行以來的腐蝕監(jiān)檢測數(shù)據(jù)，擇機對腐蝕薄弱部位（經(jīng)核算理論腐蝕速率較高的部位以及監(jiān)檢測實際腐蝕速率較高的部位）進行材質(zhì)升級，以滿足裝置安全生產(chǎn)的材質(zhì)防腐要求。

2 混煉

較高酸值的原油可以通過混合煉制以降低其酸值，如果將高酸值的原油和低酸值的原油混合煉制，直到酸值低于環(huán)烷酸腐蝕的臨界值，則可以在一定程度上控制環(huán)烷酸腐蝕情況。同時，值得注意的是，在混煉的過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制進裝置的高酸值原油和低酸值原油的混合比例，保持原油性質(zhì)，也要保證煉制過程的安全穩(wěn)定，配套的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)也是必不可少的。

3加注高溫緩蝕劑

加注高溫緩蝕劑通常是一種經(jīng)濟且高效的防腐蝕措施，據(jù)稱油溶性高溫緩蝕劑可在減壓蒸餾裝置上形成粘著力很強且不易被破壞的薄膜，其能夠有效地防止設(shè)備在各種溫度條件下受到不同腐蝕誘因的影響。這種薄膜一般是某種胺基中性磷酸脂，也有的是由噻唑啉和亞磷酸鹽混合形成的。加注緩蝕劑時應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)備容積及加注量限制，避免對裝置造成因使用不當(dāng)而產(chǎn)生的破壞。

4控制流速和流態(tài)

由于加工環(huán)境的溫度、介質(zhì)的流速和流態(tài)均能夠?qū)Νh(huán)烷酸的腐蝕情況產(chǎn)生或多或少的影響，而環(huán)境溫度難以改變，因此應(yīng)該盡可能地改變裝置內(nèi)液體的流速和流態(tài)來減少設(shè)備的腐蝕。例如，可以更采用大管徑的管道，降低液體經(jīng)過的流速；對于新打造的或新更換的管道或設(shè)備，應(yīng)將管道及設(shè)備的內(nèi)壁打造平滑，不要產(chǎn)生凸起或凹陷，防止產(chǎn)生渦流，增加液體與管道的接觸時間從而加重腐蝕程度；同時，還應(yīng)盡量減少管道的彎折，建造平直的管道線路，防止液體在拐彎處對裝備產(chǎn)生更強的腐蝕作用。

5注重工藝防腐

常減壓蒸餾裝置通常采用“一脫三注”（原油電脫鹽、分餾塔頂注氨、注緩蝕劑、注水）的技術(shù)來進行工藝防腐，這項工藝不但可以大大減輕蒸餾系統(tǒng)的腐蝕狀況，而且可以從根本上改變腐蝕環(huán)境，扭轉(zhuǎn)腐蝕介質(zhì)發(fā)生作用的條件，減少各種因素導(dǎo)致的設(shè)備腐蝕。原油電脫鹽是控制低溫腐蝕的關(guān)鍵步驟，而以有機氨為主要成分的氨液、緩蝕劑和水則能夠?qū)Ω邷馗g有相當(dāng)程度的抑制效果。

6加強設(shè)備腐蝕的檢測力度

為了嚴(yán)格監(jiān)控管道的腐蝕情況和科學(xué)評估各種防腐措施的效果，各石油化工產(chǎn)業(yè)都應(yīng)當(dāng)設(shè)置完整的腐蝕檢測系統(tǒng)。通常的操作是安裝在線高溫腐蝕探測監(jiān)測系統(tǒng)，隨時掌握設(shè)備腐蝕情況，及時查明腐蝕因素，并在第一時間據(jù)此調(diào)整操作，防止安全事故的發(fā)生；其次，要做好鐵離子等金屬物質(zhì)的定時分析工作，根據(jù)分析數(shù)據(jù)制定對策，防止金屬物質(zhì)與酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而進一步破壞保護膜、加深腐蝕程度；再者，對原油性質(zhì)進行跟蹤監(jiān)測也是所有監(jiān)測工作中必不可少的環(huán)節(jié)，只有動態(tài)了解原油的酸值及硫化物、氯化物含量，才能及時調(diào)整防護措施。腐蝕監(jiān)測對于調(diào)整生產(chǎn)、保護人員安全等有至關(guān)重要的作用，因而必須加強腐蝕監(jiān)測工作，嚴(yán)格按“三分措施，七分管理”的精神，積極響應(yīng)國家政策，實施科學(xué)的專業(yè)化管理流程。

03結(jié)語

近年來，各大石油化工企業(yè)都紛紛加強對常減壓蒸餾裝置環(huán)烷酸腐蝕的重視程度，加大了對其研究的資金、技術(shù)、人才的投入量，探索出一系列有效的防腐措施，在具體的防腐實踐中取得了良好的成效。但是，隨著石油開采、煉制量的不斷提高，以及為了提高產(chǎn)量的添加的各種化學(xué)助劑等，未來石油化工產(chǎn)業(yè)將面臨更復(fù)雜的腐蝕誘因，也就要求其繼續(xù)在防腐領(lǐng)域進行研發(fā)，不斷開發(fā)出適應(yīng)新形勢的防腐舉措。

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