金陵分公司一套常减压装置腐蚀现状及解决对策

金陵分公司一套常减压装置腐蚀现状及解决对策

马再岭

摘要：本文分析了近期一套常减压加工劣质原油对设备腐蚀的影响，初步探讨了高酸油的腐蚀机理，针对目前装置存在的问题，提出了相应的解决措施，对保证今后加工劣质原油的安全生产，设备的本质安全及提高企业的经济效益都具有重要的意义。

关键词：劣质原油 设备腐蚀 防护对策

1 前言

一套常减压装置原设计是进行低硫低酸石腊基原油加工，从07年下半年以来连续进行大负荷的高酸含硫加工、主要是管输油（平均酸值1.38mgKOH/g，最高酸值达2. 8mgKOH/g、平均硫含量0.7 Wt%），一方面投入大量精力进行腐蚀监控，另一方面设备的内在质量受到削弱，多数材料的腐蚀裕量已到临界值，给安全生产带来威胁。

2 原料加工和电脱盐

本周期一套常减压装置共开工337天，共加工原油2330572吨，日平均处理量6915吨。加工原油主要为管输原油，实际共加工了20种原油，其中国内4种，主要为胜利原油，国外16种，图1为2009年度该装置主要加工原油比例图，从中可以看出本年度加工原油中胜利原油的比例达到了62%。

自2008年6月下旬以来由于管输油电脱盐难以操作，脱后含盐严重超标，脱后原油含盐多数已超出控制指标3.0mg/l，最大值达到了51.8mg/l，大大加剧了设备尤其是低温部位设备的腐蚀。今年以来情况进一步加剧，脱后原油含盐最大值：84.6 mg/l；平均值：8.51 mg/l，脱后合格率仅为60.98%，电脱盐及三顶腐蚀数据具体如图2 、图3、图4。

3 三顶系统的HCL-H2S-H2O腐蚀

脱后盐含量经常超标，造成三顶系统管线的腐蚀加重。管线定点监测发现，初顶挥发线在冷3／9、10出口即下图(图5)中第13部位年腐蚀率高达3.6MM/Y。

常顶挥发线在09年7月中旬发现弯头间焊缝边缘发生泄漏(见图6)，泄漏边缘外弯头测厚已减薄到2.3mm，同时还发现常顶空冷出口管线在集合管前几个弯头明显减薄。

4 常压塔、减压塔高温硫及环烷酸腐蚀

常压塔的腐蚀具体表现在常二线和进料段间内构件坑蚀严重，降液板减薄、并多处蚀穿，常三线及进料段间小梁（材质碳钢），多处小梁垂直段仅有2mm左右，有一根小梁垂直段基本已蚀完，边缘成纸状见图7；

减压塔的腐蚀主要集中在减三减四线。具体为：底封头内表面大面积点蚀，点蚀坑达1mm，减三线和减四线的塔壁衬里焊缝腐蚀严重，升气孔顶盖已蚀穿，蚀穿处边缘成纸状，见图8；

图8 一套减压塔减三线集油箱升气孔顶板（材质321）

目前最大的问题是常压塔上半部材质为碳钢，下半部为不锈钢条衬，减压塔也有部分不锈钢条衬且使用期过长。初馏塔、汽提塔主体材质均为碳钢，即使进行高含硫原油加工，因上述原因硫的设防值也受到限制。因此在目前情况下一方面要加强腐蚀监测同时进一步完善在线监测的措施以确保安全生产。

5 环烷酸腐蚀机理初探

一般认为环烷酸的腐蚀性随总酸值的升高而加大，但环烷酸的腐蚀性还明显受到酸自身性质的影响，即使酸值相同，如果环烷酸分子量不同，腐蚀性也会明显不同。环烷酸腐蚀通常发生在酸值大于0.5mgKOH/g，温度在220℃～400℃之间高流速工艺介质中。国外有学者研究表明某些特定油种在170℃时即可发生明显的环流酸腐蚀，目前多数学者认为环烷酸腐蚀机理按如下反应进行：

Fe + 2RCOOH → Fe(RCOO)2+ H2 （1）

H2S十Fe→FeS+H2 （2）

FeS+2RCOOH→Fe(RCOO)2 +H2S （3）

从腐蚀动力学角度考虑，环烷酸和金属反应，一般经过扩散→表面吸附→表面反应→脱附，这4个步骤都能影响腐蚀速度。在上述反应过程中：（1）环烷酸与铁反应生成油溶性环烷酸铁，脱离金属表面，腐蚀仍在进行。因而通常环流酸腐蚀的金属表面光滑无垢，流速大时出现沟槽状腐蚀。（2）硫化氢的存在一方面加剧腐蚀，另一方面生成硫化亚铁膜在一定程度上可减缓腐蚀。（3）环烷酸可溶解保护性硫化亚铁膜，这三个过程相互影响，使得对环烷酸腐蚀机理的深刻认识变得较为困难。

通常认为环烷酸腐蚀存在两个峰值温度分别为270℃～280℃和350℃～400℃，前一个腐蚀高峰是因环烷酸沸腾引起的，后一个高峰是在350℃的情况下，原油中H2S开始分解形成活性S，参与反应引起的。这也说明了在同样温度条件下，减压塔比常压塔腐蚀严重得多。

6 对策

6．1根据公司目前原油的硫和酸的特点，在掺炼和混炼调和时，要尽量避免高硫和高酸的加工冲击，尤其是新油种进厂时要及时通报相关情况，提前掌握硫和酸含量的相关信息，设备防腐蚀管理要密切关注原料情况并及时提出建议和采取相应的措施，在原油掺炼过程中尽量避免高酸油和低硫油掺炼防止形成高酸低硫的腐蚀。

6．2逐步解决装置目前存在的问题；一套常减压装置一方面材质没有完全达标，另一方面加工能力过小，暂时不需要进行大的投入，在平衡和调节高硫、高酸原油加工时，可以采取加注高温缓蚀剂工艺防腐蚀措施来抑制腐蚀。

6．3对一套常减压进行电脱盐改造：增加电脱盐罐体积，并将直流电电极改为交直流电极，条件允许可增加超声波脱盐技术，并跟踪最新脱乳剂发展强化破乳效果。

参考文献

[1] 石油化工装置设备腐蚀与防护手册,中国石化出版社,1981

[2] 高向东、朱有志.炼厂硫腐蚀的典型案例分析及解决措施,腐蚀与防护,2002(5)

[3] 宋洪建,奥氏体不锈钢波纹管膨胀节的腐蚀与防护,石油化工设备技术,1998(2)

[4] 陈立义,常减压装置加工沙特轻油（高硫油）腐蚀与防护,江苏化工,2005(4)

[5] 宋洪建、高向东,RFCC气体分离脱硫系统的腐蚀及控制,石油化工腐蚀与防护,2002(1)

[6] 刘小辉,常减压蒸馏装置的硫腐蚀问题及对策,石油化工腐蚀与防护,2002(3)

[7] 高向东,加工高硫油装置的腐蚀与安全生产,石油化工腐蚀与防护,2002(4)