炼油设备腐蚀的机理及预防对策分析

刘业宏

中国石化青岛炼油化工有限责任公司 266500

引言

在我国，石油加工在国民经济中有着重要的地位。然而，在石油加工的过程中其设备的腐蚀问题也为企业的安全生产带来严重威胁。石油石化加工设备腐蚀还会导致企业在经济方面巨大的损失。因此设备的防腐工作已经是成为石油生产加工过程中的重要内容。

一、对石油炼油设备的腐蚀机理进行分析

石油不断过度开采将会导致其质量直接的下降，从而使低质石油中的杂质以及硫等成分破坏石油炼油设备的表层，最终导致设备出现腐蚀现象。

1.石油当中的杂质腐蚀

石油的成分因产地不同而异，主要包括烷烃、芳香烃与环烷烃等成分，这些成分本身不具有腐蚀性，炼油设备出现腐蚀主要来自石油中的无机盐、氮化物、硫化物以及水、酸等杂质，虽然这些成分在石油中含量较少，但是这些成分对于金属的腐蚀作用十分大，特别是在低质石油中杂质的成分也会比较多，从而所造成的腐蚀性会更大。在石油中有一部分杂质本身就会对金属有一定的腐蚀性，也有的是在石油加工过程中才出现腐蚀性，比如水以及氢元素等在高温环境便会出现腐蚀性。在原油运输、加工过程中，主要有硫腐蚀和环烷酸腐蚀。其中，硫腐蚀不是孤立存在的。硫和无机盐、环烷酸、氮化物、水、氢、氨等其它腐蚀性介质共同作用，形成多种复杂的腐蚀环境。而环烷酸和硫的相互作用和相互制约、促进使腐蚀问题变得错综复杂。所以，在石油炼制过程中应采取积极对策，使炼油设备腐蚀情况处于可控范围。

2.石油中的硫有较高的腐蚀性

目前，原油中的硫对设备腐蚀危害性最大，其中包括硫、硫化氢以及二氧化硫等活性以及非活性的化合物。其中，活性的硫将会使炼油设备直接受到腐蚀。然而非活性的硫本身没有金属腐蚀性，而在石油炼制过程中转化成为活性硫才有腐蚀性，在对石油进行二次加工的过程中其腐蚀性将会增加，所以，石油中的硫腐蚀将会贯穿于石油炼制的全部过程，同时对炼油设备的腐蚀性影响十分严重。从腐蚀环境考虑硫腐蚀可分为两种，一种是高温含硫化合物腐蚀。第二种是低温轻油部分的腐蚀。高温含硫化合物的腐蚀环境是指240℃以上的重油部位硫、H2S和硫醇形成的腐蚀环境。典型的高温含硫化合物腐蚀环境存在于常减压蒸馏装置塔底管道及换热器，加氢裂化等临氢装置中，由于氢气的存在加速了硫化氢的腐蚀，在240℃以上形成高温腐蚀环境。而低温轻油部分的腐蚀主要是原油中存在的有机含硫化合物在加工过程中形成的腐蚀性介质在装置的低温部位（特别是气液相变部位）造成的腐蚀，炼油设备在低于150℃有液相水存在的部位腐蚀，如常减压装置塔顶循环系统及加热炉余热回收系统。在石油炼制过程中，硫成分的腐蚀是其重要的腐蚀机理，因此，在对石油装置防腐的过程中必须要对硫成分进行有效的控制。

二、相关的防腐措施

1.关于腐蚀机理方面的措施

上述过程中，对炼油设备腐蚀机理已经有了一定的了解，主要包括了杂质成分以及硫成分等，所以针对设备腐蚀机理过程中的腐蚀防控即是要将石油或中间产物中的腐蚀性介质与设备本体脱离或减少其接触时间，从而能够对生产中的设备腐蚀进行有效的降低，生产过程中进行杂质的脱除，保障其后续加工装置的安全生产运行。

2.原油选择

对炼油设备进行防腐控制首先就是要对原油进行筛选，以此来保证优质原油能够生产出高质量的石油产品，同时对于加工油品不同的炼厂、不同的工艺体系对油品的评价标准是不同的，基础指标不同的原油对生产工艺的影响极大，包括整套炼化系统的工艺路线、装置选择、炼化催化剂的使用、温度控制、泵的输送能力等很多细节都有很大差别，往往会根据某个稳定的油品来源专门建立一套生产装置，所以保证油品来源及组成稳定是保证加工过程稳定可靠的前提和必要条件，同时也减少了因原油品质波动带来的对设备的冲击。

3.炼油设备选材的防腐措施

对炼油设备进行防腐控制最重要的是对炼油设备的材质进行选择。石油设备加工制造的过程中所使用的纯态金属比较少，对石油设备加工制造的过程中多用两种或者是多种金属制造的合金做为其加工材料，所以应选择正确的设备材料平衡成本与效益间的矛盾，如管道使用Cr5Mo钢，但蒸汽凝液弯头等冲刷腐蚀严重的部位可选用316L钢。或加大管道管径，降低流速，或在设计时加大管线转弯半径来降低冲刷。施工过程中，对操作温度高于90℃的碳钢设备及管道，进行焊后消除应力热处理，防止碱性条件下由碳酸盐引起的应力腐蚀开裂。同时防腐性的炼油设备在和石油接触的部分存在着一层保护膜，这层保护膜也能够起到防腐蚀的作用，因此，在对设备维修的过程中必须要对保护层进行检查，在装置停工、检修过程中应严加防护，防止外界的氧和水分等有害物质进入系统，以防止由于保护膜破坏导致设备腐蚀。

4.炼油加工方面的防腐措施

对炼油设备防腐工作的加强必须要制定出相应的油气工艺对策。在对石油进行加工的过程中其防腐措施主要是对原有的腐蚀杂质进行脱除，通过加入缓蚀剂等方法来对原有的活性成分进行降低，这样能够起到一定的防腐作用。对于防腐工艺的加强主要是方法是”一脱四注”，一脱主要是指对原油的无机盐进行脱洗。四注主要是碱、氨、碱性水以及缓蚀剂的加注，这种方法是目前我国石油加工进行低温环境防腐的有效措施。

[1]张晓平.炼油设备腐蚀的机理及预防对策[J].石油和化工设备.2010,12（24）：114-116.

[2]韩建伟.分析炼油设备腐蚀的机理及预防措施[J].中国石油和化工标准与质量.2013,12（24）：110-113.

[3]柯显义.浅议炼油设备腐蚀的机理及预防对策[J].河南科技.2014,12（24）：163-166.