常减压装置腐蚀分析与防护措施
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科 技 论 坛
・ ３ ９・
常减压 装置腐蚀分析 与 防护措施
王 慧
ห้องสมุดไป่ตู้
（ 中 国石 油哈 尔滨 石化 分公 司， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ５ ６ ）
摘 要： 低 压清油和高温重油是常减压装置 中设备 常常被 腐蚀 的两大对 象， 本文主要 对其 腐蚀原理进行 了分析 ， 并提 出有针对性 的腐 蚀 防护 措 施 和 思考 。 关键词： 常减压装置； 腐蚀 分析； 防护措施； 硫 腐蚀； 露点腐蚀 Ｈ： Ｓ—ＨＣ Ｉ —Ｈ２ ０ 露 割箭虫 发生的主要部位， 其腐蚀现象主要是由于 １ 主要腐 蚀部位 和腐蚀类型分析 所含的无机盐（ 以 常减压装置是炼油 厂各个没备中最腐蚀程度最为严重的龙头装置， 原油中的含盐物质而引发的。原油的加工过程中 ， 特别是现在的原油重质化和劣质化的程度逐渐加深 ，原油中含盐量和含 Ｎ ａ Ｃ １ 、螈 ｃ ｆ ２ 、Ｃ ａ 三种成分为主 ） 以及原油开采过程中所添加的有机氯 生的 ＨＣ Ｉ 而造成的。而在对原油进行蒸馏 硫量的不断飙升都会加重常减压装置的腐蚀程度。就目前的事故统汁来 化物发生水解而产生具有腐蚀Ｉ 看， 由于常减压腐蚀而造 或的工业事故率直线 匕 升， 而这些事故的频繁发 操作时 ， Ｈ Ｃ ｌ 与原油中的硫化物加热分解而产生的 Ｈ： Ｓ一同存在于蒸馏 培珂 嘴 却系统当中。不管是 ＨＣ Ｉ还 Ｈ Ｓ， 该 勿 贡以气体＿ 威 ． 存在于 生， 也对炼油装置开工效率造成了很大的影响。 通常隋况下，常减压装置的高温重油部位组件和低温清油部位组件 珂 晓中时， 研 她 的腐蚀陛。而在露 位置 即冷凝 区出现液体冰 会立即溶于水中， 形成对设备腐蚀较为强烈的、 浓度在 １ ％到 的稀 是腐蚀隋况较为集中的组件部分 ，高温重油组件部分的腐蚀贝 ０ 是 因为含 时， 这一现象便是造成常减压装置初馏塔、 常压塔 、 减压塔塔顶以及相 硫原油和高酸值反应产生 的Ｓ—Ｈ： Ｓ —Ｒ Ｃ ＯＯ Ｈ 腐蚀环境而造成的， 高 盐酸， 与此同时， Ｈ Ｓ 存在于该 温环烷酸腐蚀和高温硫腐蚀是主要腐蚀类型 ， 而低温清油部位组件是因 对应的冷凝冷却系统设备病蚀现象的主要因素。 形成 — Ｈ Ｃ Ｉ ～ ０ 的腐蚀环境， 形成循环腐蚀状态 ， 这种循 为原油中硫化物和氯化物受热分解而产生的 Ｈｚ Ｓ—ＨＣ Ｉ —Ｈ ２ ０形成的 环境中， 腐蚀环境而造成的。除此以外， Ｓ Ｏ： 、 Ｄ ３ 一日 Ｄ 类型的腐蚀也较为常 环也ｌ 是力 口 工含硫原油腐蚀加剧的主要因素。 反应产生的 Ｆ ｅ Ｃ Ｉ ： 易溶于水 ， 会使得硫酸亚铁形成的保护膜被剥落， 形成了塔顶腐 见， 而 这两种腐 蚀物质 通常都 出现在 ｎ Ⅱ 热 炉空气 预热器和 对流室炉 管 中。 当其被水流冲走时， 下面， 笔者就结合常减压装置的主要腐蚀部位进行总结归纳， 并通过引用 蚀最为 突出的露 点腐蚀现象 。 ３ 腐蚀 防护措施 建议 成因进行分析，就止 Ｉ ＝ 圭 黾 出—些较为适用的 ３ ． １ 对‘ ‘ 一脱 三注 ” 工艺 进行有效调整 防护措施 。 脱三注’ 堤蒸馏装置中最为中心的工艺防腐措施 ， 其 内容包括 ： 原 ２常减压装置腐 蚀分析 ２ １ 高温 Ｓ — Ｈ ２ Ｓ — Ｒ Ｃ Ｏ Ｏ Ｈ 腐 蚀分析 油物质脱盐脱水、 缓蚀剂注入、 中和剂注入和水注 ＾。其中， 原油物质脱盐 （ １ ） 电脱盐温度的提 ２ ｌ － １ 高温硫腐蚀分析。原＿ 油 中部分有机硫化物在 ２ 、 ４ ０ 以上的环境 效率的提高应该以电脱盐操作工艺的优化 为切人点 ： 中， 转换为元素硫和 ， 与硫醇、 活 陆硫和Ｈ： Ｓ在高温环境中形成腐 高 。环 境温度 的升高能 够降低 原油的粘度 ， 进而减 少水滴运 动 的阻力 ， 并 促进磁孑 Ｌ 水滴的聚结。 而温良过高则会引起水的 蚀环境， 其腐蚀程度由原油中的活陆疏（ 包括单质硫、 硫化氢和硫醇 ） － ＃ｔ ＇ ｉ ｔ 目降低油水界面的张力， 脱盐压力增加的同时油水的乳化也会变得十分容易 ， 因此应该将温 的大小而决定， 活ｆ 生 硫的含量较多则会加速腐蚀行为， 该行为在 ２ ４ ０ ＇ ： Ｃ ＇ 到 汽化， ４ ３ ０ ＇ ｔ ２ 之间时表现十分明显 ， 而温度超过了 ４ ８ ０ ＇ Ｃ ＇ ： 时， 腐蚀行为逐渐减弱， 度控制在 １ ２ ０ 到１ ４ ０ ￣ Ｃ 之Ｊ 司； （ ２ ） 破乳刺的合适选择。 市场中的破乳刺都具 每种原油都有与其对应的最佳破乳剂。混合原油由于其 由此可知 ， 该环境的腐蚀程度当环境温度在 ２ ４ ０ ￣ Ｃ 到４ ８ ０ ＂ １ ２ 司。而活 陛 有一定的选择 ， 硫化物（ ￣ － ｒ Ｎ０ 是单质硫、 硫化氢和硫醇） 等成分与金属发生反应时， 会形成 性质较为复杂， 所以要对其进行专项正交实验， 并通过 自动注入系统来对 进而提升脱盐效率； （ ３ ） 注水量的 像硫化亚铁—类的腐蚀物质。 腐蚀刚开始时反应速率 陕， 当进行到—定时 破乳剂注入的成分和分量进行严格控制， 期时由于 Ｆ ｅ Ｓ 形成的保护膜减缓了窗蚀速率而当高速流体中的环烷酸与 适当提高。 水量的适当增加能够 寸 原油乳化液的稳定跛 ｆ 洧 所提升， 但 水的水质和 ｐ ｈ 值的影响。当下脱盐一、 二级注水都是用净 其发生反应时， Ｆ ｅ Ｓ 保护膜会逐渐消失 ， 并且与反应析出的 日： Ｓ 形成循环 是考虑到注 ＾ 腐蚀， 这一现象是高温硫腐蚀的主要特征。对此现象稍加研究可知， 高温 化 水进行 注入 ， 水 质和 ｐ ｈ 值 都控 制在 规定 范 围内 ， 注水 量则 按照 工艺指 硫腐蚀的影响因素有介贡流速、温度、环烷酸含量大小以及组件材贡等 标 的 ３ ％到 ５ ％进行控 制。 ３ ． ２ 腐 蚀在 线监 测系统 的安装 等， 常减压装置中出现此类腐蚀的部件有： 转油线、 炉管、 塔进料组件的上 系统， 其系统主要由监测探针、 ７ １ － ： ￣ 下堵盘 、 边料 殴塔壁 及内部构． ｆ 牛 以及其他 癖 温管线组僻翻 等。 ２ ． １ ． ２ 高温环烷酸腐铤 Ｈ 分析。 １ ７ ７ ℃到 ３ ４ ３ ＇ ： １ ２ 之间是环烷酸的沸腾 范 器和数据转换模块等组件构成 ， 对设备和管道 的壁厚 、 局部 ｐ ｈ 值等腐蚀 滥控 ， 并通过局域网上传至腐ｉ 虫 葡苴 决策服务器 ， 为其 围， 其相对分子量的变化范围较大， ３ ０ ０ 到４ ０ ０ 是较为常见的数值。 该成分 状态进行动态实拍 在原油中的酸 『 生 物质中的总含量达到 ９ Ｏ ％（ 质量分数 占比） 左右， 因此环 调整配备提供在线动态 息， 常三线 、 减二线、 减三线 、 减四线等重要部位 从而监控常减压装置的高温硫和环烷酸腐蚀 ， 保证了 烷酸也成为了石油酸的代名词。 一 旦原油中的总酸值大于了０ ． ５ ｍ ｇ Ｋ Ｏ Ｈ ／ ｇ 安装高温电感探针， 时， 就会引起管线腐蚀， 因此炼油行业中将总酸值大于 ０ ． ５ ｍ ｇ Ｋ Ｏ Ｈ ／ ｇ 的原 防腐锚｝ ｝ 昔 施的及时ｌ 生 和有效陛。 参 考文献 油成为高酸原油。事实研究证明， 环烷酸对管线造成腐蚀较小时的环境温 １ ］ 李志平． 常减压装置的腐蚀与应对措璇 ． 安全、 健康和环境， ２ ０ ０ ７ （ ９ ） ． 度在 ２ ２ ０ 。 ｃ 以下 ， 一旦温度达到 ２ ２ ０ ＂ Ｃ 或更高时， 环烷酸的腐蚀速率会随 【 着环境温度的升高而逐渐变 决； 环境温度在 ２ ７ ０ ℃到 ２ ８ ０ ℃之间时， 腐蚀 冈卫四凤． 加工高酸原油的常减压装置的防腐研究 石油化工技 术与经 达到第— 峰值， 环境温度高于 ２ ８ ０ ｑ Ｃ 后， 环烷酸的腐蚀速率有所减缓， 在 济， ２ ０ １ １ ３ ］ 韩巍， 孙文君袁 军， 郭雷． 炼油常减压装置常顶 系统腐蚀分析及防护口 ｌ 全 环境温度达到 ３ ５ ０ ℃时， 腐蚀达到第 二个峰值； 环境温度超过 ４ ０ ０ ＂ Ｃ 时， 环 『 ２ ０ １ １ 烷酸会被分解 ， 腐蚀现象也随之消失 ， 其腐蚀类型属于高温化学腐蚀。在 面腐蚀控制 ， 此高温环境中， 环烷酸除了与铁质金属直接反应发生腐蚀现象以外， 还会 与腐蚀产物硫化亚铁发生反应， 形成能溶于油质的环烷酸铁。 该反应不仅 使 得 有＿定保护 作用 的硫化亚铁 膜 捌 破 坏 ，同时 其成分 中游 离 出来 的硫化氢又会对金属表面进行更深层的腐蚀。对环烷酸腐蚀现象有关的 因素有： 原油温度、 流速以及油质的酸值和硫质量浓度等等。此类腐蚀现 象发生的主要部位则在塔内填料和塔盘、 转油线 、 加热炉炉管、 控制阀下
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常减压 装置腐蚀分析 与 防护措施
王 慧
ห้องสมุดไป่ตู้
（ 中 国石 油哈 尔滨 石化 分公 司， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ５ ６ ）
摘 要： 低 压清油和高温重油是常减压装置 中设备 常常被 腐蚀 的两大对 象， 本文主要 对其 腐蚀原理进行 了分析 ， 并提 出有针对性 的腐 蚀 防护 措 施 和 思考 。 关键词： 常减压装置； 腐蚀 分析； 防护措施； 硫 腐蚀； 露点腐蚀 Ｈ： Ｓ—ＨＣ Ｉ —Ｈ２ ０ 露 割箭虫 发生的主要部位， 其腐蚀现象主要是由于 １ 主要腐 蚀部位 和腐蚀类型分析 所含的无机盐（ 以 常减压装置是炼油 厂各个没备中最腐蚀程度最为严重的龙头装置， 原油中的含盐物质而引发的。原油的加工过程中 ， 特别是现在的原油重质化和劣质化的程度逐渐加深 ，原油中含盐量和含 Ｎ ａ Ｃ １ 、螈 ｃ ｆ ２ 、Ｃ ａ 三种成分为主 ） 以及原油开采过程中所添加的有机氯 生的 ＨＣ Ｉ 而造成的。而在对原油进行蒸馏 硫量的不断飙升都会加重常减压装置的腐蚀程度。就目前的事故统汁来 化物发生水解而产生具有腐蚀Ｉ 看， 由于常减压腐蚀而造 或的工业事故率直线 匕 升， 而这些事故的频繁发 操作时 ， Ｈ Ｃ ｌ 与原油中的硫化物加热分解而产生的 Ｈ： Ｓ一同存在于蒸馏 培珂 嘴 却系统当中。不管是 ＨＣ Ｉ还 Ｈ Ｓ， 该 勿 贡以气体＿ 威 ． 存在于 生， 也对炼油装置开工效率造成了很大的影响。 通常隋况下，常减压装置的高温重油部位组件和低温清油部位组件 珂 晓中时， 研 她 的腐蚀陛。而在露 位置 即冷凝 区出现液体冰 会立即溶于水中， 形成对设备腐蚀较为强烈的、 浓度在 １ ％到 的稀 是腐蚀隋况较为集中的组件部分 ，高温重油组件部分的腐蚀贝 ０ 是 因为含 时， 这一现象便是造成常减压装置初馏塔、 常压塔 、 减压塔塔顶以及相 硫原油和高酸值反应产生 的Ｓ—Ｈ： Ｓ —Ｒ Ｃ ＯＯ Ｈ 腐蚀环境而造成的， 高 盐酸， 与此同时， Ｈ Ｓ 存在于该 温环烷酸腐蚀和高温硫腐蚀是主要腐蚀类型 ， 而低温清油部位组件是因 对应的冷凝冷却系统设备病蚀现象的主要因素。 形成 — Ｈ Ｃ Ｉ ～ ０ 的腐蚀环境， 形成循环腐蚀状态 ， 这种循 为原油中硫化物和氯化物受热分解而产生的 Ｈｚ Ｓ—ＨＣ Ｉ —Ｈ ２ ０形成的 环境中， 腐蚀环境而造成的。除此以外， Ｓ Ｏ： 、 Ｄ ３ 一日 Ｄ 类型的腐蚀也较为常 环也ｌ 是力 口 工含硫原油腐蚀加剧的主要因素。 反应产生的 Ｆ ｅ Ｃ Ｉ ： 易溶于水 ， 会使得硫酸亚铁形成的保护膜被剥落， 形成了塔顶腐 见， 而 这两种腐 蚀物质 通常都 出现在 ｎ Ⅱ 热 炉空气 预热器和 对流室炉 管 中。 当其被水流冲走时， 下面， 笔者就结合常减压装置的主要腐蚀部位进行总结归纳， 并通过引用 蚀最为 突出的露 点腐蚀现象 。 ３ 腐蚀 防护措施 建议 成因进行分析，就止 Ｉ ＝ 圭 黾 出—些较为适用的 ３ ． １ 对‘ ‘ 一脱 三注 ” 工艺 进行有效调整 防护措施 。 脱三注’ 堤蒸馏装置中最为中心的工艺防腐措施 ， 其 内容包括 ： 原 ２常减压装置腐 蚀分析 ２ １ 高温 Ｓ — Ｈ ２ Ｓ — Ｒ Ｃ Ｏ Ｏ Ｈ 腐 蚀分析 油物质脱盐脱水、 缓蚀剂注入、 中和剂注入和水注 ＾。其中， 原油物质脱盐 （ １ ） 电脱盐温度的提 ２ ｌ － １ 高温硫腐蚀分析。原＿ 油 中部分有机硫化物在 ２ 、 ４ ０ 以上的环境 效率的提高应该以电脱盐操作工艺的优化 为切人点 ： 中， 转换为元素硫和 ， 与硫醇、 活 陆硫和Ｈ： Ｓ在高温环境中形成腐 高 。环 境温度 的升高能 够降低 原油的粘度 ， 进而减 少水滴运 动 的阻力 ， 并 促进磁孑 Ｌ 水滴的聚结。 而温良过高则会引起水的 蚀环境， 其腐蚀程度由原油中的活陆疏（ 包括单质硫、 硫化氢和硫醇 ） － ＃ｔ ＇ ｉ ｔ 目降低油水界面的张力， 脱盐压力增加的同时油水的乳化也会变得十分容易 ， 因此应该将温 的大小而决定， 活ｆ 生 硫的含量较多则会加速腐蚀行为， 该行为在 ２ ４ ０ ＇ ： Ｃ ＇ 到 汽化， ４ ３ ０ ＇ ｔ ２ 之间时表现十分明显 ， 而温度超过了 ４ ８ ０ ＇ Ｃ ＇ ： 时， 腐蚀行为逐渐减弱， 度控制在 １ ２ ０ 到１ ４ ０ ￣ Ｃ 之Ｊ 司； （ ２ ） 破乳刺的合适选择。 市场中的破乳刺都具 每种原油都有与其对应的最佳破乳剂。混合原油由于其 由此可知 ， 该环境的腐蚀程度当环境温度在 ２ ４ ０ ￣ Ｃ 到４ ８ ０ ＂ １ ２ 司。而活 陛 有一定的选择 ， 硫化物（ ￣ － ｒ Ｎ０ 是单质硫、 硫化氢和硫醇） 等成分与金属发生反应时， 会形成 性质较为复杂， 所以要对其进行专项正交实验， 并通过 自动注入系统来对 进而提升脱盐效率； （ ３ ） 注水量的 像硫化亚铁—类的腐蚀物质。 腐蚀刚开始时反应速率 陕， 当进行到—定时 破乳剂注入的成分和分量进行严格控制， 期时由于 Ｆ ｅ Ｓ 形成的保护膜减缓了窗蚀速率而当高速流体中的环烷酸与 适当提高。 水量的适当增加能够 寸 原油乳化液的稳定跛 ｆ 洧 所提升， 但 水的水质和 ｐ ｈ 值的影响。当下脱盐一、 二级注水都是用净 其发生反应时， Ｆ ｅ Ｓ 保护膜会逐渐消失 ， 并且与反应析出的 日： Ｓ 形成循环 是考虑到注 ＾ 腐蚀， 这一现象是高温硫腐蚀的主要特征。对此现象稍加研究可知， 高温 化 水进行 注入 ， 水 质和 ｐ ｈ 值 都控 制在 规定 范 围内 ， 注水 量则 按照 工艺指 硫腐蚀的影响因素有介贡流速、温度、环烷酸含量大小以及组件材贡等 标 的 ３ ％到 ５ ％进行控 制。 ３ ． ２ 腐 蚀在 线监 测系统 的安装 等， 常减压装置中出现此类腐蚀的部件有： 转油线、 炉管、 塔进料组件的上 系统， 其系统主要由监测探针、 ７ １ － ： ￣ 下堵盘 、 边料 殴塔壁 及内部构． ｆ 牛 以及其他 癖 温管线组僻翻 等。 ２ ． １ ． ２ 高温环烷酸腐铤 Ｈ 分析。 １ ７ ７ ℃到 ３ ４ ３ ＇ ： １ ２ 之间是环烷酸的沸腾 范 器和数据转换模块等组件构成 ， 对设备和管道 的壁厚 、 局部 ｐ ｈ 值等腐蚀 滥控 ， 并通过局域网上传至腐ｉ 虫 葡苴 决策服务器 ， 为其 围， 其相对分子量的变化范围较大， ３ ０ ０ 到４ ０ ０ 是较为常见的数值。 该成分 状态进行动态实拍 在原油中的酸 『 生 物质中的总含量达到 ９ Ｏ ％（ 质量分数 占比） 左右， 因此环 调整配备提供在线动态 息， 常三线 、 减二线、 减三线 、 减四线等重要部位 从而监控常减压装置的高温硫和环烷酸腐蚀 ， 保证了 烷酸也成为了石油酸的代名词。 一 旦原油中的总酸值大于了０ ． ５ ｍ ｇ Ｋ Ｏ Ｈ ／ ｇ 安装高温电感探针， 时， 就会引起管线腐蚀， 因此炼油行业中将总酸值大于 ０ ． ５ ｍ ｇ Ｋ Ｏ Ｈ ／ ｇ 的原 防腐锚｝ ｝ 昔 施的及时ｌ 生 和有效陛。 参 考文献 油成为高酸原油。事实研究证明， 环烷酸对管线造成腐蚀较小时的环境温 １ ］ 李志平． 常减压装置的腐蚀与应对措璇 ． 安全、 健康和环境， ２ ０ ０ ７ （ ９ ） ． 度在 ２ ２ ０ 。 ｃ 以下 ， 一旦温度达到 ２ ２ ０ ＂ Ｃ 或更高时， 环烷酸的腐蚀速率会随 【 着环境温度的升高而逐渐变 决； 环境温度在 ２ ７ ０ ℃到 ２ ８ ０ ℃之间时， 腐蚀 冈卫四凤． 加工高酸原油的常减压装置的防腐研究 石油化工技 术与经 达到第— 峰值， 环境温度高于 ２ ８ ０ ｑ Ｃ 后， 环烷酸的腐蚀速率有所减缓， 在 济， ２ ０ １ １ ３ ］ 韩巍， 孙文君袁 军， 郭雷． 炼油常减压装置常顶 系统腐蚀分析及防护口 ｌ 全 环境温度达到 ３ ５ ０ ℃时， 腐蚀达到第 二个峰值； 环境温度超过 ４ ０ ０ ＂ Ｃ 时， 环 『 ２ ０ １ １ 烷酸会被分解 ， 腐蚀现象也随之消失 ， 其腐蚀类型属于高温化学腐蚀。在 面腐蚀控制 ， 此高温环境中， 环烷酸除了与铁质金属直接反应发生腐蚀现象以外， 还会 与腐蚀产物硫化亚铁发生反应， 形成能溶于油质的环烷酸铁。 该反应不仅 使 得 有＿定保护 作用 的硫化亚铁 膜 捌 破 坏 ，同时 其成分 中游 离 出来 的硫化氢又会对金属表面进行更深层的腐蚀。对环烷酸腐蚀现象有关的 因素有： 原油温度、 流速以及油质的酸值和硫质量浓度等等。此类腐蚀现 象发生的主要部位则在塔内填料和塔盘、 转油线 、 加热炉炉管、 控制阀下