常减压装置的腐蚀与防护

常减压装置的腐蚀与防护

常减压装置是对原油一次加工的蒸馏装置，即将原油分馏成汽油、煤油、柴油、蜡油、渣油等组分的加工装置，常减压蒸馏是原油加工的第一步，并为以后的二次加工提供原料，所以常减压装置是炼油厂的“龙头”。

原油经换热，达到一定温度后，注水和破乳剂，进入电脱盐脱水罐，脱盐后的原油进入另一组换热器，与系统中高温热源换热后，进入常压炉（有的装置设有初馏塔或闪蒸塔，闪蒸出部分轻组分后再进入常压炉）。达到一定温度（370℃）后，经转油线进入常压分馏塔。在常压塔内将原油分馏成汽油、煤油、柴油，有时还有部分蜡油以及常压重油等组分。产品经必要的电化学精制后进入贮槽。常压重油经塔底泵送入减压塔加热炉加热（395℃）后，经转油线进入减压分馏塔，减压塔汽化段压力为80-100mm汞柱，有3-4个侧线，作为制造润滑油或二次加工的原料，塔底油可送往延迟焦化，氧化沥青或渣油加氢裂化等装置。

1.1低温（≤120℃）H2S-HCl-H2O型腐蚀

H2S-HCl-H2O型腐蚀主要发生在蒸馏装置的塔顶及冷凝冷却器系统。对于碳钢为均匀腐蚀，0Cr13钢为点蚀，奥氏体不锈钢则为氯化物应力腐蚀开裂。

氯化氢和硫化氢在没有液态水时对设备腐蚀很轻，或基本无腐蚀（如常压塔顶部封头及常顶馏出线气相部位）。但在气液相变部位，出现露水之后，则形成H2S-HCl-H2O型腐蚀介质，对设

备造成严重腐蚀。

H2S-HCl-H2O型腐蚀环境主要影响因素为：Cl－、pH值。

Cl－浓度：在H2S-HCl-H2O型腐蚀环境中，HCl的腐蚀是主要的。HCl来源于原油中的氯盐水解。另外，由于原油的深度开采，一些油田添加剂也成为HCl的主要来源之一。

pH值：由于氯化物的水解以及原油中硫化氢的逸出，在蒸馏装置塔顶低温露点部位形成强酸性腐蚀环境，pH值为2-3。

如某厂第一套常减压装置投产时，加工原油的含盐量达80mg/l，此状况下常顶空冷开工仅二个月就出现穿孔泄漏，入口弯头处的腐蚀率达15.5mm/a，直管段的腐蚀率达1.54mm/a。这以后陆续完善了“一脱四注”工艺防腐措施，空冷器的腐蚀速度大大降低，空冷器的最长使用寿命达到2911天。表4列出了不同防腐措施下的空冷器的腐蚀率：

表4不同防腐措施下常顶空冷器的腐蚀率

时间

防腐措

施

腐蚀率（mm/a）空冷入口

空冷出

口

第一周期

脱盐不

佳

不明显 1.30 第二周期脱盐 2.33 1.23

一脱二

0.24 0.07

第五周期

注

一脱四

<0.1 不明显

第八周期

注

另外，近年来原油密度增大，含硫含酸增加，且乳化严重脱盐困难使得此部位的腐蚀加剧，如某分公司炼油厂第三常减压装置常顶换热器E24/1出、入口和空冷器A-1/1入口的探针腐蚀监测表明，腐蚀率曾高达2.5mm/a。

1.1.1工艺防护措施

对于H2S-HCl-H2O型腐蚀以工艺防护为主。工艺防腐即“一脱四注”或“一脱三注”。

A、原油电脱盐

原油电脱盐是控制腐蚀的关键一步，充分脱除盐类是防止腐蚀发生的根本方法。通过有效的脱盐，实现脱后原油含盐3mg/L 以下，可对低温部位腐蚀进行有效的控制。此外，原油电脱盐还可脱除Na+离子，防止后部加工装置的催化剂中毒。而且原油电脱盐可有效的脱除水分，保证后续加工操作的正常进行以及降低加工能耗。表5和表6分别是电脱盐破乳剂和水的控制条件和原油电脱盐后的技术控制指标。

表5 电脱盐破乳剂和水的控制条件

破乳剂用量（μg/g）≯40

破乳剂注入位置每级电脱盐入口管线

破乳剂注入形式泵注

注水水质除盐水或新鲜水

注水量（%）≯10

注水位置每级电脱盐入口管线

注水方式泵注

表6 原油电脱盐后的技术控制指标

项目名称指标测定方法

脱后含盐≤3 GB6532-86

脱后含水（%）≤0.3 GB260-77

脱后含钠离子≤1 原子吸收

污水含油≤200

B、原油注碱

目前由于工艺要求，炼油厂一般都停止了对原油的注碱。如果工艺允许，原油注碱对控制腐蚀十分有益，可以考虑对原油的注碱。根据中国石化集团对日本、韩国炼油装置的腐蚀调查，目前它们仍采用原油注碱，注在加热炉之前，并且严格控制碱的注入量。

对于高酸原油，注碱不仅可以减缓高温环烷酸腐蚀，而且可将水解生成的氯化氢中和为不易水解的氯化钠，也可与未水解的钙、镁盐反应，生成不易水解的氢氧化物和氯化钠，最后残留于

塔底重油中。注入碱溶液的浓度维持在3-4%，用量是14g/t以下，如此对后加工和产品质量无不良影响。氢氧化钠从原油接力泵（存在初馏塔时，初馏塔塔底抽出泵）出口分出1升/秒左右的脱后原油和稀碱溶液一起进入混合设备，然后共同返回泵入口。注碱喷嘴一般采用φ32×2.5的0Cr18Ni10Ti管，安装时应保证其上游至少有1m或8倍管径的直管段，出口位于管子中心线上且方向向下。

C、挥发线注中和剂

蒸馏装置塔顶的腐蚀，其主要表现为HCl腐蚀，原油中本身含有有机和无机的氯化物，并且在开采和运输过程中，又会有大量的氯化物加入到原油中。

原油经过脱盐脱水后，仍然有一部分氯化钙、氯化镁、氯化钠等无机盐类存在于脱后原油中，在适当的温度下，氯化钙、氯化镁等会水解生成HCl，而有机氯化物也会在一定的还原气氛下生成HCl。在温度较高的情况下。由于系统中的水是以水蒸气的形式存在，所以HCl不能和水形成盐酸溶液，因而此时的HCl 不会对设备造成腐蚀。

在初馏塔、常压塔和减压塔塔顶系统中，由于随着温度的降低，系统中的水蒸气逐步冷凝，形成液态水至回流罐与油气分离，在系统中的相变区域，由于只有极少量的水滴形成，而HCl的凝析特性又是极易溶于水的，因而大量的氯化氢均进入少量的初期冷凝水中，使露点位置的初期冷凝水pH值非常低，对设备造成