常减压蒸馏装置环烷酸腐蚀及防治对策
2019-09-26 09:44:02
作者：王阅兵 来源：本网整理
近几年来，随着工业化进程的不断加快，我国的石油产业大力发展，其装置生产原料多数为高硫、高酸原油。由于长期加工该性质原油，常减压蒸馏装置设备被其中蕴含的高酸物质严重腐蚀，甚至已经影响到了装置的正常运行，国内部分装置也因受腐蚀而引起泄漏着火或非计划停工等意外状况出现，仅导致了严重的财产损失和安全事故，还造成了原油产品的质量不断走低。将装置各部位的腐蚀状况相对比发现设备的高温部位受腐蚀最为严重，直接威胁常减压蒸馏装置的安全生产，为长周期原油炼制埋下了极大的安全风险。因此，了解高酸原油对设备的腐蚀及防治措施应受到企业及从业人员的深刻重视。
01 造成腐蚀的主要原因
1高温硫腐蚀
原油中存在活性硫和非活性硫，其中一部分作为其本身单体存在，剩下大部分则与烃类结合以多种形态的有机硫化物的形式而存在。硫化氢的含量除与原油中活性硫含量有关外，还在很大程度上受到环境温度的影响，温度不同，其反应形式也会有所差异。其硫化的反应式为：
Fe+H2S=FeS+H2Fe+S=FeS该反应生成的FeS是一种保护膜，能够防止高硫对装置的进一步腐蚀；但当其与酸共同存在时，则会与酸产生化学反应，这层保护膜就会遭到破坏而失去保护效果，无法阻止腐蚀的继续进行，硫及其化合物对装置的破坏情况将会进一步恶化。
2高温环烷酸腐蚀
原油和馏分油的酸值是衡量环烷酸腐蚀的重要指标。一般来说，原油酸值大于0.5 mg KOH/g 或馏分油酸值大于1.5 mg?KOH/g时即可造成较为严重的环烷酸腐蚀。同时，温度也会腐蚀情况产生较为明显的影响。当温度达到235℃时，酸值增加一倍，碳钢的腐蚀速率将会提高两倍有余。当然，不同的设备材质对其酸性腐蚀的反应程度和腐蚀的产生效果都是不同的。
3 流速及流态的作用
原油在装置内的流速和流态是评估设备腐蚀状况的两个关键指标，科学研究表明，当流速加快时，腐蚀速率也会随之明显增加。当流速达到一定的速度时，流体的流动会对炉管和转油线等装置产生非常显着的腐蚀效果。在温度较高，流速较快的条件下，即使流体所蕴含的酸值很低，仍然会对碳钢具有较高的腐蚀速率，因而也就更不利于原油的生产进程。
4氯化物腐蚀
随着石油需求量的不断增加，采油技术的提升势在必行。为了提高原油采出率，各大石油化工厂都普遍使用了采油助剂，其中很大一部分都含有较高含量的氯化物。这些氯化物难溶于水，也很难用现有技术进行完全去除，造成了开采出的原油中氯化物含量大大提高。氯化物对常减压蒸馏装置的腐蚀条件与硫化物不同，往往作用于低温环境或低温部位，造成了装置的进一步破坏，具有很高的安全隐患。
02针对腐蚀的防护对策
原油炼制过程中，在装置的不同部位存在不同的腐蚀环境，也就相应地存在不同的腐蚀因素的作用。因此，必须设计成体系的腐蚀流程，应用成套的、科学的防腐技术，从工艺防腐措施、选材、腐蚀监控以及设备使用管理等多方面方面逐步做到全面完善。
1选用更耐腐蚀的材质
提高设备、管线材质是抗环烷酸腐蚀最根本的方法。选择设备的用料时，应当综合考虑加工环境的温度、液体介质的流速及流态、不同装置部位需要容纳的液体组成，选择最合适的耐蚀材料，当然，同时还要考虑造价成本，争取经济效益最大化。经过科学评测，耐环烷酸腐蚀的主要材料属于0Cr18Ni10Ti类。而金属材料的腐蚀产物通常含有较高的金属物质，会对二次加工所需的催化剂产生负面的作用。因此，在条件允许和资金充足的情况下，应尽可能地选择高等级材料去打造减压蒸馏装置的设备。同时可根据装置设备管线理论腐蚀核算结果，结合 SH/T3129-2012 以及装置开工运行以来的腐蚀监检测数据，择机对腐蚀薄弱部位（经核算理论腐蚀速率较高的部位以及监检测实际腐蚀速率较高的部位）进行材质升级，以满足装置安全生产的材质防腐要求。
2 混炼
较高酸值的原油可以通过混合炼制以降低其酸值，如果将高酸值的原油和低酸值的原油混合炼制，直到酸值低于环烷酸腐蚀的临界值，则可以在一定程度上控制环烷酸腐蚀情况。同时，值得注意的是，在混炼的过程中应当严格控制进装置的高酸值原油和低酸值原油的混合比例，保持原油性质，也要保证炼制过程的安全稳定，配套的生产监控系统也是必不可少的。
3加注高温缓蚀剂
加注高温缓蚀剂通常是一种经济且高效的防腐蚀措施，据称油溶性高温缓蚀剂可在减压蒸馏装置上形成粘着力很强且不易被破坏的薄膜，其能够有效地防止设备在各种温度条件下受到不同腐蚀诱因的影响。这种薄膜一般是某种胺基中性磷酸脂，也有的是由噻唑啉和亚磷酸盐混合形成的。加注缓蚀剂时应当考虑设备容积及加注量限制，避免对装置造成因使用不当而产生的破坏。
4控制流速和流态
由于加工环境的温度、介质的流速和流态均能够对环烷酸的腐蚀情况产生或多或少的影响，而环境温度难以改变，因此应该尽可能地改变装置内液体的流速和流态来减少设备的腐蚀。例如，可以更采用大管径的管道，降低液体经过的流速；对于新打造的或新更换的管道或设备，应将管道及设备的内壁打造平滑，不要产生凸起或凹陷，防止产生涡流，增加液体与管道的接触时间从而加重腐蚀程度；同时，还应尽量减少管道的弯折，建造平直的管道线路，防止液体在拐弯处对装备产生更强的腐蚀作用。
5注重工艺防腐
常减压蒸馏装置通常采用“一脱三注”（原油电脱盐、分馏塔顶注氨、注缓蚀剂、注水）的技术来进行工艺防腐，这项工艺不但可以大大减轻蒸馏系统的腐蚀状况，而且可以从根本上改变腐蚀环境，扭转腐蚀介质发生作用的条件，减少各种因素导致的设备腐蚀。原油电脱盐是控制低温腐蚀的关键步骤，而以有机氨为主要成分的氨液、缓蚀剂和水则能够对高温腐蚀有相当程度的抑制效果。
6加强设备腐蚀的检测力度
为了严格监控管道的腐蚀情况和科学评估各种防腐措施的效果，各石油化工产业都应当设置完整的腐蚀检测系统。通常的操作是安装在线高温腐蚀探测监测系统，随时掌握设备腐蚀情况，及时查明腐蚀因素，并在第一时间据此调整操作，防止安全事故的发生；其次，要做好铁离子等金属物质的定时分析工作，根据分析数据制定对策，防止金属物质与酸发生化学反应而进一步破坏保护膜、加深腐蚀程度；再者，对原油性质进行跟踪监测也是所有监测工作中必不可少的环节，只有动态了解原油的酸值及硫化物、氯化物含量，才能及时调整防护措施。腐蚀监测对于调整生产、保护人员安全等有至关重要的作用，因而必须加强腐蚀监测工作，严格按“三分措施，七分管理”的精神，积极响应国家政策，实施科学的专业化管理流程。
03结语
近年来，各大石油化工企业都纷纷加强对常减压蒸馏装置环烷酸腐蚀的重视程度，加大了对其研究的资金、技术、人才的投入量，探索出一系列有效的防腐措施，在具体的防腐实践中取得了良好的成效。但是，随着石油开采、炼制量的不断提高，以及为了提高产量的添加的各种化学助剂等，未来石油化工产业将面临更复杂的腐蚀诱因，也就要求其继续在防腐领域进行研发，不断开发出适应新形势的防腐举措。
免责声明：本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有，如果涉及侵权，请第一时间联系本网删除。