化工装置减压蒸馏塔腐蚀现状与防腐策略

化工装置减压蒸馏塔腐蚀现状与防腐策略

作者：白泽兆

来源：《西部论丛》2018年第12期

摘要：随着我国现代化进程的不断推进，石油化工在我国工业领域拥有着举足轻重的地位。而减压蒸馏塔作为石油减压蒸馏过程中的不可或缺的设备之一，它的腐蚀会引发巨大的安全和质量问题。因此如何采取有效的措施去应对减压蒸馏塔的腐蚀，降低蒸馏塔的维护成本，延长减压蒸馏塔的使用寿命是本文的重点。

关键词：常减压蒸馏塔常减压蒸馏塔腐蚀原理常减压蒸馏塔防腐措施

1前言

原油中硫含量高是我国石油的一大特点，但这一特点也导致石油在减压蒸馏过程中会对反应器产生腐蚀。因此如何采取防腐措施，减少因腐蚀造成的损失成为了这一领域研究人员的重点。

2常减压蒸馏塔的腐蚀现象

2.1硫腐蚀

对常减压蒸馏塔而言，硫腐蚀可根据反应时的外界温度和腐蚀部位分为高温和低温两种。低温硫腐蚀主要发生在常减压蒸馏塔的常减压装置以及常减压蒸馏塔的冷凝冷却系统上。发生低温硫腐蚀的外界温度通常低于120℃，具体表现为硫化氢溶于水后形成的腐蚀性液体（或湿硫化氢气体）与管道器壁反应，不仅会造成均匀腐蚀，还会引起钢材的腐蚀开裂。

高温硫腐蚀主要是由二硫醚、硫醇、硫化氢三种硫化物在大于240℃的温度下分解产生的活性硫造成的。分解产生的活性硫会和器壁金属发生反应，生成硫化物，造成器壁腐蚀。

而且根据实验数据所得，这些硫化物在200℃—400℃时的反应活性最高。原油中的活性硫主要是硫化氢和硫单质；它们都是由原油中的有机硫化物在高温条件下反应生成。因此高温硫腐蚀的反应活性不仅与原油中的硫总含量和活性硫的含量有关，还与管道的温度（高温促进活性硫生成）以及管道中物质的流动速率有关（因为高流动速率会使保护膜更容易脱落）。

2.2高温环烷酸腐蚀环烷酸是指原油中所有的含有脂的芳香族羧酸。这一成分的组成和含量与原油产地有很大关系，不同的原油产地往往有着较明显的差异。环烷酸本身不会与金属器壁反应。但是当容器内温度达到350℃以上时，硫化氢会发生分解，生成氢气和具有极高反应活性的活性硫。随后活性硫会与管道器壁反应生成硫化物保护膜，阻止腐蚀的进一步进行。但如果环境中有环烷酸的存在，环烷酸就会溶解掉前一反应形成的硫化物保护膜，使得器壁再次与硫反应生成硫化物并形成恶性循环，不断腐蚀金属器壁。而且随着温度升高，活性硫的反应

活性会不断增强，当装置内温度高于425℃后，活性硫的腐蚀速率达到最快。但当容器内温度达到500℃后，硫化氢分解趋于完全，此时设备腐蚀主要因素是高温氧化腐蚀。

2.3电偶腐蚀产生电偶腐蚀的条件是：有两种电腐蚀电位不同的金属产生了电接触而且存在与这两种金属都有着电接触的电解质溶液。当满足了这两个电腐蚀产生条件后，电位较负的金属会因为形成原电池而加速腐蚀。电偶腐蚀的速率主要取决于以下三点：①金属间的电位差②腐蚀介质的理化性质③腐蚀产生的产物

3应对常减压蒸馏塔腐蚀的措施

3.1加强检测加强对设备的在线监测，目前大部分企业采用的在线检测方法为电感法和电阻法，它们的主要用途都是在设备运转时可以对设备的腐蚀与破坏因素进行实时检测。具体化就是对设备中的冷凝水进行理化分析，根据其中的pH值，Cl-和H2S含量等数据间接得推测设备内部的腐蚀情况。因此，预防低温腐蚀时应主要监控减压塔顶，预防高温腐蚀则应监控减压转油线和减压炉辐射室炉管。除此之外，还应定期对可能出现腐蚀情况的部位进行调查以预防因腐蚀而造成的安全问题，并对原料油品质进行预检测，在监控中做到提前预警。

3.2设备材料升级和结构优化针对容易发生高温腐蚀的区域，如管线和减压塔顶进行材料的升级，多采用含有铬钼等元素的耐腐蚀复合材料，结合企业自身寿命需求、设备腐蚀现状等客观条件进行材料升级。在设计设备结构时要注意避免位于高温环烷酸-硫腐蚀区域的设备和管线有漩涡或冲击性的设计，尽量磨平焊接裂缝，减少湍流的产生。若要针对电偶腐蚀，则应当从金属间电绝缘入手和避免单点或小面积腐蚀为主。因此设计时应当使正电极电位金属面积最小化、负电极电位金属面积最大化，或者让有着相接触的金属间的介质电阻达到最大，甚至达到金属间电绝缘；如果均无法满足，也可以选择通过外加电极材料以保护负电位金属不受腐蚀。

3.3操作工艺的改进

改进“一脱三注”工艺是防止低温轻油部分器壁腐蚀的最好办法。改进“一脱三注”工艺首先要做好的就是加强电脱盐的管理和优化，避免因为原油品质的变化而造成电脱盐操作困难。建立电脱盐运行数据库结合企业自身原油来源进行有计划的分析研究，以便于应对各种不同原油加工方案。在控制高温环烷酸-硫腐蚀时，还可以通过对原油的调和来改变原油酸度和含硫量，有必要时还可以采用加入碱液来调节酸度，但这种方法需要大量的碱液，不仅利于降低生产成本还有可能对装置产生损伤。

4.结语

原油加工过程中，常减压蒸馏塔作为其中的核心设备，它的机械寿命，不仅仅会影响到生产活动的安全性，还会影响到企业的经济利益。所以应当根据企业自身的生产状况来选择相应

的防腐策略。我在上述问题的分析和研究中提出了个人的理解和建议，希望可以通过这些分析建议提高减压蒸馏塔的工作条件和工作水平。

参考文献：

[1] 刘志民，田刚. 加工高硫高酸原油常减压蒸馏装置的腐蚀与防护[J]. 石油化工腐蚀与防护， 2012， 29（4）：28-30.

[2] 熊卫国，谢晓东. 加工高含硫原油常减压蒸馏装置的腐蚀监控[J]. 石油化工腐蚀与防护， 2017， 34（1）：50-53.

[3] 马红杰，殷悦，赵敏. 蒸馏装置的硫腐蚀及防护[J]. 石油化工设备技术， 2015（2）：35-38.

作者简介：白泽兆（1998.2.26—）男，汉族，籍贯：山西省阳泉市，学历：本科在读，研究方向：化学工程。