常减压装置低温腐蚀分析与对策分析

刘鹏 吕恒佳

摘 要：本文从常减压装置的特点出发，详细讨论了某炼油企业中常减压装置出现的低温腐蚀现象以及腐蚀原因，针对导致腐蚀的原因提出了防治措施。

关键词：常减压装置；低温腐蚀；防治对策

0引言

我国各个领域在近几年取得了大幅度的进步，市场经济也不断发展，经济的发展提高了对能源的需求量，炼油企业为了增加企业的收益率，常常采用降低原油品质的方法，企业降低原油成本主要通过增加劣质原油比例的方法，含硫高酸的原油品质较差，原油中含硫和较高的酸性很容易导致原油企业生产线中装置腐蚀，并且这种恶化的趋势与日俱增。在炼油企业进行原油加工的生产线上，常减压装置是一个非常关键的环节设备，常减压装置在炼油企业生产过程中受到严重的腐蚀，而在常减压装置的腐蚀过程中，常顶的低温部位腐蚀作用最具有代表性。以某常减压蒸馏装置为例，设计其每年可以生产1000万吨原油，该常减压装置所需要炼制的原料是沙轻原油和沙重原油，在原油实际的生产过程中采用沙中和沙重原油为主要生产原料。设计采用三种方式进行蒸馏，它们分别是闪蒸分馏、常压分馏和减压分馏。为了实现平均每年增加200万吨的原油产量，需要对闪蒸塔进行设备改造，改造其成为初馏塔，初顶冷却系统不进行升级换代，仍然采用原来的常顶系统，在此基础上又丰富了冷却回流的功能。此项目完成并进行使用后，多次发现该设备的低温部位出现腐蚀，腐蚀使得设备减薄严重，甚至出现泄露的问题。这种腐蚀现象已经严重影响了常减压蒸馏设备的安全使用和连续性生产，极大的损害了企业的利益。

1常减压装置低温腐蚀情况分析

1.1常压塔顶馏出线腐蚀

起初09Cr2AlMoRE是年生产量提高目标设定之前所使用的空冷设备材料，使用了3年的时间均没有发生泄露的事件，除了空冷器材之外，发现换热器和出口管线有一定的泄露情况，这种泄露恰恰是腐蚀导致的。

1.2空冷腐蚀情况

2011年8月对所有常顶空冷器材进行全面的检修，检修过程中没有更换材料，然而在检修过后三个月左右全部常顶空冷器材都出现了泄露的现象，泄露现象出现后，对所有的常顶空冷器材进行了同材料更换，三个月之后故障情况复现。观察故障的情况并没有发现泄露的位置有规律性，而是出现在两边和中间的任意位置，管束的入口和出口也均有泄露。故障现象第二次复现后的八个月之内，多次采用空冷切除应急手段，并多次采用紧急堵管处理以降低损失。经讨论将材料更换为2205双相钢作为替代材料，此后一年的时间内腐蚀和泄露的情况有所好转，但仍然在一年之后出现了两处腐蚀引发的穿孔。

2腐蚀原因

2.1原油劣质化

2011年8月大检修之后，所加工的原油中含硫量、含氯量、含有机氯量以及含酸量都有一定的提高，分别较大检修之前提高了3.33、10.5、7.5以及5.25个百分点。这种情况下脱后的原油含氯的量依然居高不下，每公斤原油中含有氯约为10毫克，有机氯在脱后的原油中占比较大，每公斤原油中约含有8毫克以上的有机氯，有机氯经过加热炉等高温环境在三塔顶部产生大量氯离子，形成铵盐引起垢下腐蚀。

2.2工艺流程变化

上文所述的原油生产线及设备升级于检修前2个月完成，生产能力得到显著提升，设备方面闪蒸馏塔进行了设备革新，变为初馏塔，常顶的流程也出现变化。原有的常顶流程是由常压的塔顶到换热器，再依次到空冷器和回流罐。而变更之后的常顶流程变成常压塔顶到空冷器再到回流罐，换热器的环节设备被取消，使得常顶流程不适用于常顶生产特点，工艺流程存在不合理的设计思路。

2.3运行参数变化

2011年闪蒸塔进行了技术改造之后，常压塔顶由于初馏塔的技术改造而显著降低了塔顶油气量，初馏塔可以分馏出原油中绝大多数的轻油，轻油量的显著减少相当于提升了油气中氯和硫化氢等物质的密度，造成这类腐蚀介质密度显著增加，塔内气液分布变差的情况也随之而来，久而久之塔顶结盐现象恶性循环。

2.4原料性质变化大

这套原油蒸馏系统在大修之后加工的原油种类非常多，共加工过23种原油的品种。所加工的原料性质都不一样，品种更换后其原料性质有显著的变化。经检测统计分析可知大修之后这个生产阶段一些腐蚀性物质含量在原油中含量都较高，此装置的特点是在对高硫含量和高酸含量的原油时，低温部位的腐蚀概率和腐蚀情况都明显高于高温部位，常顶的含硫污水氯离子浓度也是居高不下，其浓度远远高于同类型的兄弟企业。原油中的含氮化合物会产生一定量的氨，氨、氯以及硫化氢在油气的升腾作用下到达塔顶，经冷却后凝结为氯化铵而成盐，塔顶受到冲刷作用的影响，凝结于塔顶的氯化铵等盐类无法持续的依附于塔顶，而是被冲刷至塔底的塔底的塔盘处，塔盘不仅被盐类物质堵塞，又能跟水结合而成为酸性物质，对塔壁和塔盘的连接处造成严重的腐蚀。

3腐蚀防治对策分析

炼油厂的常减压蒸馏装置低温部分腐蚀的防范可以从注碱工艺来解决，注碱对酸腐蚀有显著的抑制效果，但由于后续装置催化剂依然会受到钠的影响，因此注碱的方法已经被叫停，但注碱在全世界范围内仍然是一种行之有效的腐蚀抑制工艺，很多国家依然在采用注碱的方法来抑制酸的腐蚀。若渣油进焦化，不进催化，就可以规避钠在催化剂中的作用和影响，此时注碱仍然是行之有效的方案，是切实可行的。特别是在原油中有大量有机氯时，注碱工艺对降低低温腐蚀的效果更为明显。

将高硫、高酸原油与相对硫、酸值较低的原油进行混合，或对于劣质原油进行有控制的掺炼，将加工原油的硫含量、酸值控制到装置设防值以下，使得腐蚀能够得到控制，是最有简单有效的方法，它可以作为加工劣质原油的首选方法。但由于不同原油组分不同，在混炼、掺炼时应当保持稳定的混合掺炼量，避免不同原油量的不稳定造成装置的波动。

参考文献

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作者简介

刘鹏（1984.08--）性别：男，籍贯：山东省菏泽人，民族：汉族，学历：本科，毕业于山东科技大学，现有职称：注册安全工程师/助理工程师；研究方向：石油化工。

（作者单位：江苏新海石化有限公司）