炼油装置的腐蚀概况

炼油装置腐蚀概况及腐蚀监测技术的应用摘要：文章主要针对一些易发生腐蚀的炼油装置及现如今的腐蚀概况做了一些统计介绍，并且对腐蚀机理做了初步的分析论证；然后综合列举了现有的一些有效地，在各大炼厂广泛运用的一系列腐蚀检测技术；最后针对一些主要的腐蚀建议采取相对应的防腐措施。

关键词：炼油装置腐蚀概况监测技术防护措施前言在石油的开采和冶炼的工程中我们需要用到很多的机械加工辅助设备，由于这些设备所处工作环境的恶劣以及保养不周等因，在设备使用过程中会经常发生腐蚀现象，这种现象不仅破坏了石油化工设备，而且由于设备的损害，导致石油的生产率下降，并且污染了周围的环境，下面我们针对这些常见的石油化工设备的腐蚀问题进行简单的分析，为我们以后的生产中作为参考，来预防这一问题的发生。

一、国内炼油厂设备腐蚀概况国内炼油厂原油主要由国内各油闲生产的原油和进口原油两部分组成，炼油厂设备发生腐蚀的类型和程度在很大程度上取决于加工原油的性质。

从总体上说，虽然国内大部分油田原油含重金属且、含硫量和酸值都不算太高，对设备的腐蚀和后续加工过程重催化剂中毒问题不会有太大的影响，但是随着原油产出量的不断增加以及一些老油田趋于中后期阶段，原油的质量日趋受劣。

产出的原油密度、含硫量、重金属含量和酸值都有不断上升的趋势，给炼制加工这些原油的炼油厂带来越来越严重的腐蚀问题。

进口原油中某些品种含硫且很高，特别是中东原油，住校对加工这些原油的沿江、沿海各炼油厂的加工设备造成严重的腐蚀。

从日前国内各炼厂产出原油和进口原油质量情况和各炼油厂原油来源分析看，西北各炼油厂和华北、山东、辽宁地区的炼油厂在原油加工过程中都遭受到了高酸值原油引起的严重冲刷腐蚀威胁，而山东、辽宁及沿江、沿海各炼油厂又都会碰到加工高硫原油引起的严重硫腐蚀问题。

特别对于一些老厂多年运行的老设备，问题会暴露得更加突出。

目前各炼油厂为提高效益和参与国际竞争，设备的长周期运行显得更为重要。

随着设备运行周期的延长，没备的腐蚀问题暴露的就会愈加明早‘根据国内不同地区的炼油广原油来源的不同，选取有代表性的炼油厂划分成几个不同区域来分析设备的腐蚀状况。

(1)西北地区炼油厂的腐蚀概况西北地区如今炼、兰化、乌炼、独炼、克拉玛依炼油厂、格尔木炼油厂，原油主要来自新疆油田和青海油田。

北疆油田日趋变劣．酸值在不断上升．1994年产出的原油酸值(KOH)就高达4.5lmg/g各炼油厂进厂原油酸值逐年在急剧升高，从而对设备造成r严重的腐蚀威胁。

这些炼厂都发生过由环烷酸引起的严重腐蚀问题，主要暴露在常减比装置和转油线上。

目前这些厂—在腐蚀突出的部位部已经更换上f不同牌号的不锈钢，甚至更换上了3161L、317L等优质不锈钢。

在材料“升级”后，炼油／基本可以达到二年一枪修的基本要求。

但是腐蚀问题并没有彻底解决，特别在常减压装置和转油线的某些部伦，如弯头、焊接接头、阀、泵等配接部位以及一些内构件，腐蚀问题仍然时有发生。

(2)北方各炼油厂的腐蚀概况北方各炼油厂(黑龙江地区除外)的原油来源主要是辽河油田、华北油田和渤海油源。

这些油田原油的特点是高酸值，而民质量也在日趋变劣。

所以这些炼油厂突出的问题也是环烷酸引起的严重冲刷腐蚀，而日腐蚀的程度比西北地区的各炼油厂更为严重。

如辽化炼油厂的减压塔及各侧线回流分配管，虽然材料都已更换上18—8不锈钢，但在运行过程中短时间内就发生较严重的腐蚀坑。

特别壕泡沫网框架、浮球、压料角钢、重油洗涤部位的格栅、填料、轻油洗涤段的升气管、塔盘等内构件等，在换成18—8不锈钢以后仍然都遭受到很严重的腐蚀，甚至许多构件在短时间内发生穿、断和其他破坏。

又如二套常减压装置，l995年开工后经过一年远行，检修中发现减三段及轻油洗涤段塔壁虽然采用了20G+316L的复合材质，但也经受不了物料引起的腐蚀，腐蚀深度达到2mm。

类似的情况在北方其他炼厂也都存在。

所以炼制高酸值原油引起的腐蚀问题单靠材料“升级”并不能彻底解决。

锦州、锦西炼油厂在塔壁、焊缝等部位的腐蚀泄漏现象更加严重。

因为这些部位往往使得物料流速增加、改变方向、产生涡流和家流等现象，固[而这些部位的腐蚀愈加严重，甚至有的部位因为阀门腐蚀泄漏或者关闭不严，无法对下游设备进行俭修。

由十腐蚀严重，锦西炼油厂的部分设备运行周期还达不到两年一检修的要求，所以这些部位的用材和腐蚀防护要想达到良好的效果，必须相互匹配。

(3)沿江、沿海各炼厂的腐蚀概况沿江、沿海炼油厂原油来源和内地各炼油厂的情况有所不同。

沿江各炼厂主要采用胜利油田、华北油田、中原油田等混合管输油与进口原油混合炼制；而沿海各炼厂也是采用国产原油和进口油混合炼制。

茂名石化和广州石化炼油厂主要采用大庆原油和胜利原油与进口原油温合炼制，而且进口原油比例在逐年增加，已达到50％以上。

沿江、沿海各炼油厂在炼制加工过程中员突出的问题是硫引起的腐蚀，特别是在加工胜利原油和中东原油的过程中，硫引起的腐蚀问题是制约这些厂运行周期的重要因素之一。

这些炼油厂发生腐蚀员突出的部位是一次加工装置的三顶低温部位和重馏分二次加工的高温部位以及后续精加工部位。

沿江、沿海各炼油厂为解决腐蚀问题，实现装置的长周期运行，在一些关键部位采用不锈钢材料，甚至316L、317L等优质不锈钢或者更为昂贵的铣合金材料，基本可达到两年一检修，促并没有彻底解决腐蚀问题，在某些部位仍然存在部潜在严重问题。

茂名石化炼厂焦化炉(炉—1)在1997年2月分别发生两次腐蚀穿孔。

安庆炼油厂在1996年现场院蚀调查中发现塔顶挥发线及冷却系统等部位腐蚀仍比较严重，转油线弯头部位的腐蚀率仍然在1.0mm/a以上。

常见炼油装置的腐蚀现状1.常减压蒸馏装置的腐蚀情况加工重质原油的常减压蒸馏装置高温部位的腐蚀问题最突出，该部位受油气流冲刷的弯头、阀门、法兰、三通、热电偶插套及焊缝等处，经常发生典型的环烷酸冲蚀的沟槽。

锦州、锦西、南京、广州、胜利、武汉、辽化、长岭、兰州等炼油厂都曾发生过腐蚀事故，碳钢腐蚀率高达20mm/a。

各炼油厂更换耐蚀材料后，事故大为减少，但腐蚀减薄穿孔仍有发生。

另外，部分炼油厂减压分馏塔内第1期石油炼制1Cr1SNi9Ti塔盘、填料和支撑梁等，因受到严重冲蚀，使用寿命不足一年，腐蚀减薄十分严重。

常减压蒸馏装置的低温部位主要是HCl-H2S-H2O系统的电化学腐蚀，碳钢腐蚀率超过10mm/a。

2.二次加工装置的腐蚀情况原油变重，高含硫、高含酸，也给二次加工装置带来一系列的腐蚀问题。

如润滑油精制的酚精制或吡咯烷酮精制装置使用的减三线原料油，酸值比原油高一倍。

这不仅影响润滑油产品质量，而且也给设备带来严重腐蚀，尤其是泵、炉管和转油线，碳钢腐蚀率高达11.6mm/a。

催化裂化原料中的有机硫化物，经催化裂化反应生成硫化氢、活性硫和活性硫化物，给装置带来一系列的腐蚀问题，使加热炉转油线和分馏塔内构件产生高温硫腐蚀;在分馏塔底主要受高温硫腐蚀和催化剂冲蚀。

另外，催化裂化掺炼渣油后，反应-再生系统以及能量回收系统腐蚀严重，高温气体腐蚀(氧化、硫化)引起催化裂化主烟道膨胀节开裂;连多硫酸、氯离子等导致奥氏体不锈钢的应力腐蚀，开裂时有发生。

如九江炼油厂在掺炼渣油后，烟机入口ICr1SNigTi波纹管屡次发生裂纹和穿孔。

烟道气对催化裂化余热锅炉的烟窗、炉管等部分腐蚀也十分严重。

如上海高桥石化公司炼油厂新催化裂化余热锅炉蒸发段碳钢炉管，使用二个半月就因高温硫腐蚀和钒腐蚀而穿孔。

焦化装置使用减压渣油为原料，含硫高达2%，炉管和高温重油管线内为高温硫腐蚀，外为高温氧化。

焦炭塔内20m以上腐蚀介质是H2S。

焦化分馏塔的腐蚀，随油气中的硫和有机酸的含量而变化，焦化用泵和管线的腐蚀也很严重。

催化裂化系统低温部位主要为H2S-HCN-H20体系电化学腐蚀引起的均匀腐蚀、氢鼓包和硫化物应力腐蚀开裂。

腐蚀的机理1.常减压蒸馏装置的腐蚀机理氯化物腐蚀原油一般都含有0.01%～22%的氯化物盐类，到炼油厂含盐量一般在10～1 000 mg/L，其主要成分是NaCl、CaCl2和MgCl2 等无机盐。

这些无机盐在加工过程中与原油中的水一起蒸馏汽化，随即被带入常压塔顶部的各个设备，CaCl2 和MgCl2 等无机盐在水的露点状态下很容易发生水解。

水解反应产生的HCl与水在露点温度附近对装置设备将产生严重的腐蚀与破坏。

硫化物腐蚀硫化物腐蚀主要是硫化氢、有机硫醇及元素硫等活性硫化物引起碳钢和低合金钢制造的设备的化学腐蚀，反应方程如下：H2S + Fe → FeS +H2FeS在有O2、H2O、S2O的环境中形成连多硫酸，材料在连多硫酸介质中承受拉应力时会发生应力腐蚀而开裂。

石油酸腐蚀石油酸是原油中各种酸性化合物的总称。

90%是环烷酸（RCOOH）及硫醇等有机酸性化合物。

环烷酸是深色油状混合物，几乎不溶于水，溶于烃类，在常温下是一种优良的表面活性剂，但在220 ℃～350 ℃下具有十分强的化学腐蚀活性，其腐蚀产物是油溶性的环烷酸盐，它不能形成保护膜，对某些金属腐蚀性很强，能形成连续的腐蚀穿孔和破坏，至于有时酿成严重事故。

尤其对常压塔顶部及汽油管线及内部件腐蚀较为严重。

2.催化裂化装置的腐蚀机理催化裂化装置主要腐蚀形式及存在部位延迟焦化装置的腐蚀机理高温硫腐蚀硫分布在原油的所有馏分中，随着馏分变重，馏分油中的硫含量随之增大，而减压渣油中的硫含量占总硫含量的一半以上。

原油中的硫化物主要是以有机硫的形式存在，分为活性硫化物和非活性硫化物两类:活性硫化物是指能与金属发生化学反应的H2S、硫醇和单质硫;非活性硫化物是指不能直接与金属发生化学反应的噻吩、硫醚、多硫醚、硫茂、多硫化物。

在石油加工过程中，非活性硫化物在高温和催化剂的作用下，也会分解为H2S、硫醇和单质硫等活性硫化物，腐蚀设备。

硫化物对设备的腐蚀除了与油中活性硫化物的含量有关外，还与温度和管内介质流速有相当大的关系，往往是温度越高、流速越大，腐蚀越严重。

操作温度对硫腐蚀的影响见下表：低温酸性腐蚀在延迟焦化装置中，减压渣油经深度热裂化转化为气体、轻中质馏分油和焦炭。

减压渣油在焦炭塔内热裂解过程中，含硫物质裂解产生大量的硫化氢(H2S)，含氮物质产生氨( NH3)以及形成少量的氢氰酸(HCN)，与此同时渣油所含盐分中存在的氯化物水解产生氯化氢(HC1)。

其中:(1)氯化物受热水解反应产生的氯化氢在气相中腐蚀性较弱，但遇水溶解后能形成腐蚀性极强的盐酸，在金属表面产生点蚀。

而且和氯离子接触的奥氏体不锈钢设备或管线还易发生氯化物应力腐蚀开裂。

(2)硫化氢在无水时可腐蚀金属钢、铁表面，生成硫化亚铁保护膜，附着在金属管内壁，使其不再继续发生腐蚀。

当水存在时，形成H2S-H20型腐蚀，成为难以控制的腐蚀类型。

并且HCl和H2S溶解于水后共同作用，形成强烈的“稀酸环境”，将加快管线的腐蚀速度，其反应过程为：2HC1+Fe → H2 + FeC12 ,FeC12 + H2S→ FeS + 2HC1，由此构成的循环反应使腐蚀过程不断发生。