朱立軍，劉尚銘

（中國石油玉門油田煉化總廠，甘肅酒泉 735200）

0 引言

原油是煉化產(chǎn)業(yè)不可或缺的生產(chǎn)原料，由于原油中的成分比較復(fù)雜，包含氯化物、硫化物、酸等帶有腐蝕性的物質(zhì)，在使用常減壓裝置對原油進(jìn)行蒸餾時(shí)，這些物質(zhì)經(jīng)過不斷的加熱、蒸發(fā)及分解過程，逐步分解成為氯化氫、硫化氫、環(huán)烷酸等，但這些物質(zhì)的腐蝕性較強(qiáng)，會(huì)對常減壓裝置及管道造成不同程度的腐蝕。如果腐蝕問題得不到重視，會(huì)對常減壓裝置造成嚴(yán)重?fù)p壞，降低常減壓裝置及管道的使用壽命，增加設(shè)備維護(hù)成本，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為了有效應(yīng)對常減壓裝置在處理高硫高酸原油中的腐蝕問題，一般可以通過電脫鹽及化學(xué)藥劑的方式加以處置，提升常減壓裝置及管道的抗腐蝕能力，保障原油加工的正常開展。

1 設(shè)備及管道腐蝕

在使用常減壓裝置加工高硫高酸原油的過程中，最容易發(fā)生腐蝕問題的部位包括初餾塔、常壓塔、長頂氣分液罐、加熱爐和減壓塔等部位，造成常減壓裝置設(shè)備及管道腐蝕問題的原因比較復(fù)雜。對常減壓裝置及管道內(nèi)的腐蝕物分析后發(fā)現(xiàn)，在腐蝕物中包含大量的鐵元素，說明鐵元素的銹蝕問題是造成常減壓裝置設(shè)備及管道腐蝕的重要因素；其次，在常減壓裝置處理高硫高酸原油的過程中，由于塔頂冷回流管處于液相內(nèi)部，因此也容易在塔頂位置造成一定的腐蝕；此外，常減壓裝置的換熱器在氣側(cè)區(qū)域作業(yè)時(shí)也容易產(chǎn)生腐蝕的問題，繼而在換熱器內(nèi)部形成大量的腐蝕坑洞。

2 腐蝕原因

2.1 高溫硫及環(huán)烷酸腐蝕的原因

高溫硫和環(huán)烷酸的腐蝕都屬于高溫腐蝕范疇，一般發(fā)生于常減壓裝置在240～400 ℃進(jìn)行原油加工的情況下，在這個(gè)溫度區(qū)間中，常減壓裝置設(shè)備及管道的腐蝕與酸的分子量具有十分密切的關(guān)系。一般情況下，常減壓裝置設(shè)備及管道發(fā)生高溫硫及環(huán)烷酸腐蝕的部位主要集中在初餾塔的底部到換熱系統(tǒng)之間的空間范圍內(nèi)，這是由于在常減壓裝置換熱期間初餾塔到換熱系統(tǒng)中的活性硫及金屬物質(zhì)會(huì)發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，而生成的硫化物最終以硫化鐵等物質(zhì)形態(tài)殘留于初餾塔到換熱系統(tǒng)之間，繼而對常減壓裝置造成了不同程度的腐蝕。從數(shù)據(jù)分析的結(jié)果來看，當(dāng)常減壓裝置處于350～400 ℃的高溫區(qū)間的情況下所發(fā)生的高溫硫及環(huán)烷酸的腐蝕現(xiàn)象最為嚴(yán)重；隨著常減壓裝置設(shè)備及管道流速的不斷升高，也會(huì)使腐蝕的情況進(jìn)一步加劇。

2.2 保溫層下腐蝕的原因

一般情況下，發(fā)生于常減壓裝置保溫層下的腐蝕屬于低溫腐蝕，是一種容易被忽視的腐蝕問題。發(fā)生保溫層下低溫腐蝕的情況一般是在常減壓裝置處于150 ℃以下的溫度區(qū)間中發(fā)生的腐蝕，尤其是在-10～120 ℃中最容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。當(dāng)使用常減壓裝置加工高硫高酸原油時(shí)，原油中包含的氯化物及硫化物在低溫環(huán)境下容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成氯化氫（鹽酸）腐蝕和硫化氫腐蝕[1]。

氯化氫和硫化氫腐蝕是在原油加工的傳統(tǒng)工藝中最容易發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象，造成氯化氫和硫化氫腐蝕的原因主要是氯化氫和硫化氫的沸點(diǎn)較低，在使用常減壓裝置加工高硫高酸原油時(shí)，氯化氫和硫化氫物質(zhì)很容易發(fā)生聚合反應(yīng)，在冷凝水的環(huán)境下形成濃度較高的酸性物質(zhì)，這種強(qiáng)酸會(huì)對常減壓裝置造成較為嚴(yán)重的腐蝕，給常減壓裝置的運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響。

保溫層下低溫腐蝕的位置主要集中在常減壓裝置初餾塔頂部的塔頂?shù)剿濉㈨斢蜌夤艿?、空冷器管道等位置，以塔頂部位的腐蝕最為嚴(yán)重。

3 低溫部位腐蝕的應(yīng)對措施

針對常減壓裝置低溫部位常見的腐蝕問題，主要通過對高硫高酸原油采取深度脫鹽的方式進(jìn)行防腐，深度脫鹽可以有效減少在分餾塔頂部的冷卻系統(tǒng)中形成氯化氫的量，從而達(dá)到改善腐蝕問題的作用。通過在常減壓裝置的初餾塔、常壓塔、減壓塔的頂部分別注入氨、緩蝕劑和水，也可以達(dá)到減少腐蝕的目的，這也就是常減壓裝置防腐蝕中常用的“一脫三注”處理措施。

3.1 “一脫”

“一脫三注”處理措施中的“一脫”就是采取深度脫鹽的方式應(yīng)對常減壓裝置低溫部位的腐蝕，目前最常用的手段是電脫鹽。對高硫高酸原油采取電脫鹽手段是利用乳化液中破乳劑的沉降分離過程進(jìn)行深度脫鹽，通過在高硫高酸原油中加入破乳劑，對乳化過程進(jìn)行干擾，而后利用電場作用促使水油分離，達(dá)到對高硫高酸原油進(jìn)行脫鹽脫水的目的。在采用電脫鹽的處理手段時(shí)，需要合理選擇破乳劑，嚴(yán)格遵循破乳劑的操作規(guī)范，精確把控破乳劑的用量和濃度，以達(dá)到最佳的脫水脫鹽效果。操作過程嚴(yán)格把控電脫鹽操作的溫度、注水量、水油混合濃度及電場強(qiáng)度等。在具體的電脫鹽過程中，需要注意以下問題[2]。

（1）脫鹽溫度。通過提高操作溫度可以有效降低原油的黏稠度，降低水滴流動(dòng)所遇到的阻力，從而提高破乳劑的作用，實(shí)現(xiàn)油水的有效分離，達(dá)到更好的脫鹽效果。

（2）注水量。對高硫高酸原油進(jìn)行注水可以增加水滴的凝結(jié)效果，在脫鹽的同時(shí)達(dá)到脫水的目的。隨著原油中注水量的不斷增加，也會(huì)帶動(dòng)脫鹽效果的提升。并且，在高硫高酸原油中注入的水分中的含鹽量越低，所得到的脫鹽效果也會(huì)相對更好。

（3）油水混合的強(qiáng)度。油水混合的強(qiáng)度需要借助混合設(shè)備的壓降進(jìn)行衡量。一般而言，壓降越大就會(huì)使注入原油中的水分子越細(xì)越分散，在電場作用下更容易凝結(jié)，所產(chǎn)生的脫鹽效果也會(huì)越好；但如果壓降過高也容易出現(xiàn)過度乳化的情況，反而會(huì)影響脫鹽的效果。因此，在進(jìn)行電脫鹽操作前需要提前進(jìn)行試驗(yàn)，通過反復(fù)測試掌握最為精確的油水混合強(qiáng)度，保障電脫鹽的效果。

（4）電場強(qiáng)度。電場的強(qiáng)度與水分子凝結(jié)的能力息息相關(guān)，提高電場強(qiáng)度會(huì)提升電脫鹽的效果。目前，我國大部分煉油廠在對低溫部位腐蝕進(jìn)行電脫鹽處理的過程中都會(huì)使用全阻抗可調(diào)節(jié)的變送器，通過多擋位調(diào)節(jié)模式靈活調(diào)節(jié)電場強(qiáng)度，保障電脫鹽的效果。

3.2 “三注”

“三注”是通過注入中和劑、緩蝕劑和水的方式達(dá)到防腐的效果，是用于常減壓裝置低溫部位防腐的有效手段?！叭ⅰ辈僮鲬?yīng)當(dāng)注意以下問題。

（1）注入中和劑。中和劑的注入對于緩解中和塔頂部的氯化氫等酸性物質(zhì)具有較好的效果。在進(jìn)行中和劑的注入時(shí)，需要確保冷凝水的pH 值處于7.5～8.5，在塔頂?shù)酿s出管道進(jìn)行注入。注入的方式包括兩類：①注入10%～20%濃度的氨水進(jìn)行防腐，這種方式的成本低，但氨水易揮發(fā)，防腐效果不穩(wěn)定；②注入有機(jī)胺中和劑的方式進(jìn)行防腐，這種方式成本較高但防腐效果較好。

（2）注入緩蝕劑。緩蝕劑可以抑制腐蝕成分對常減壓裝置設(shè)備和管道造成的腐蝕，還可以起到清潔設(shè)備和管道的作用。緩蝕劑分為水溶性緩蝕劑和油溶性緩蝕劑，水溶性緩蝕劑一部位在塔頂管道注入中和劑后注入，起到保護(hù)塔頂冷凝系統(tǒng)的作用，另一部分則注入塔頂?shù)幕亓鞴艿纼?nèi)，起到塔頂防腐的作用，而油溶性緩蝕劑則全部在塔頂注入中和劑后注入。一般的常規(guī)緩蝕劑具有性狀不穩(wěn)定的問題，在注入過程中容易造成堵塞，目前常用的有機(jī)胺型緩蝕劑可以解決常規(guī)緩蝕劑的問題，起到良好的防腐效果。

（3）注水。在上述操作中，由于塔頂管道注入的胺容易與氯化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所形成的氯化銨鹽會(huì)沉積在管道內(nèi)部，從而形成腐蝕，而注水的目的就是為了解決這一問題，增強(qiáng)常減壓裝置的防腐效果。注水的位置一般位于塔頂?shù)睦淠到y(tǒng)，注水量為塔頂餾出物總量的5%～10%。

3.3 腐蝕監(jiān)測與pH 值監(jiān)測

針對常減壓裝置在加工高硫高酸原油過程中產(chǎn)生的腐蝕問題，為了達(dá)到更好的防腐效果，避免腐蝕問題的進(jìn)一步發(fā)展，需要在常減壓裝置中設(shè)置腐蝕監(jiān)測與pH 值監(jiān)測系統(tǒng)，對常減壓裝置設(shè)備及管道的腐蝕情況進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)具體的腐蝕情況采取相應(yīng)的“一脫三注”處理措施，減少腐蝕問題的嚴(yán)重影響[3]。

4 高溫部位腐蝕的應(yīng)對措施

目前，針對常減壓裝置加工高硫高酸原油過程中設(shè)備及管道高溫部位的防腐，主要通過對設(shè)備和管道進(jìn)行升級的方式加以解決。具體而言，就是在一些長期處理重質(zhì)油、渣油的高溫部位使用抗腐蝕能力更強(qiáng)的合金鋼材來替代傳統(tǒng)材料，以達(dá)到更好的抗腐蝕效果。例如，在常減壓裝置的加熱爐中，通過將轉(zhuǎn)油線的材料替換為S31603 或S31703 來提高抗腐蝕性能，在換熱器中使用不銹鋼管道來提升抗腐蝕性能等。在常減壓裝置的設(shè)計(jì)當(dāng)中，還可以通過分散應(yīng)力的方式避免應(yīng)力過于集中所造成的腐蝕問題，通過技術(shù)改造優(yōu)化常減壓裝置的結(jié)構(gòu)，避免湍流問題，減少腐蝕的發(fā)生。

5 結(jié)論

在使用常減壓裝置處理高硫高酸原油的過程中，由于高硫高酸原油中的成分比較復(fù)雜，腐蝕性較強(qiáng)，容易對常減壓裝置的設(shè)備和管道造成較強(qiáng)的腐蝕，嚴(yán)重影響常減壓裝置的正常運(yùn)行，給生產(chǎn)加工造成不利的影響。為了應(yīng)對常減壓裝置設(shè)備及管道的腐蝕問題，需要明確造成腐蝕的原因，再針對性地采取措施，提高常減壓裝置的抗腐蝕性能，解決設(shè)備及管道的腐蝕問題。