常减压蒸馏装置高温部位的腐蚀与防护

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1、常减压蒸馏装置高温部位的腐蚀与防护傅国宁山东石大科技集团有限公司257061【摘要】：常减压蒸馏装置高温部位的腐蚀主要表现为环烷酸的腐蚀和硫化物的腐蚀。本文介绍了这两种腐蚀的机理和影响因素,从多方面分析了如何防止腐蚀,希望对这个问题的研究有所帮助。【关键词】：常减压蒸馏装置腐蚀防护环烷酸硫化物中图分类号：C35文献标识码：A常减压装置的腐蚀涉及面广，严重影响设备的寿命和长周期运行。要解决好这一问题，必须从工艺、选材、现场监控等方面采取有效、经济的防护措施，才能取得最佳效果。一、常减压蒸馏装置腐蚀现象1.高温硫腐蚀高温硫腐

2、蚀是指温度在240℃以上时，原油中的活性含硫化合物(如单质硫、硫化氢、硫醇等)与金属反应形成的腐蚀。高温硫腐蚀从250℃左右开始，并随着温度升高而逐步加剧，温度达到340～430℃时腐蚀情况最为严重。高温硫腐蚀最易发生部位为:常压炉出口炉管及转油线、常压塔进料部位上下塔盘、减压炉至减压塔的转油线、减压塔进料段塔壁与内部构件以及塔底、减压渣油转油线、减压渣油换热器等。硫化物腐蚀的反应式如下:H2S+Fe→FeS+H2RCH2CH2SH+Fe→RCHCH2+FeS+H2在340～430℃之间，单质硫可直接与铁反应:Fe+S→

3、FeS其他硫化物虽不能与铁直接反应，但受热分解生成的活性硫则按上述反应式和铁发生反应。2.高温环烷酸—硫腐蚀高温环烷酸—硫腐蚀主要是指当温度高于350℃，H2S开始分解生成H2和活性很高的S，S和Fe反应非常剧烈，生成FeS，并生成一层半保护性膜。当环烷酸存在时，环烷酸与硫化铁膜直接反应，生成环烷酸铁和H2S，H2S和Fe又可以反应，从而加剧腐蚀。原油中环烷酸分子的组成也不完全相同，一部分沸点范围为232～288℃，另一部分的沸点范围是350～400℃，温度升高，环烷酸逐渐气化，在气相中聚集，在两个温度段发生腐蚀。随着介

4、质的流动，使金属表面不断受到冲刷、暴露并受到环烷酸腐蚀。3.电偶腐蚀两种或两种以上不同电极电位的金属处于腐蚀介质内相互接触而引起的电化学腐蚀，又称接触腐蚀。发生电偶腐蚀时，电极电位较负的金属通常会加速腐蚀，而电极电位较正的金属的腐蚀则会减慢。影响电偶腐蚀速度的因素主要有：①所形成的电偶间的电极电位差；②腐蚀介质的电导；③金属表面的极化和由于阴、阳极反应生成表面膜或腐蚀产物的影响；④电偶间的空间布置。两金属之间的电极电位差愈大、电流愈大，则腐蚀愈快。二、常减压蒸馏装置腐蚀防护措施1.操作工艺的改进合理的进行原油调合，将高硫

5、、高酸原油尽可能与低硫、低酸原油进行混炼，降低原料的硫含量和酸值，可以有效的抑制高温环烷酸—硫腐蚀。对于酸值较高的原油，还可通过注碱的方法中和其中的有机酸，降低设备的酸腐蚀，但由于所注的碱多为烧碱，虽降低环烷酸对设备的腐蚀，但对下游装置易造成其它不利影响，如造成重油催化和加氢重整装置催化剂中毒等，所以此方法的使用有一定的局限性。对高温硫和酸腐蚀较重的设备可加注高温缓蚀荆，在设备表面形成保护膜，降低设备的腐蚀。2、工艺防腐措施的优化在工艺防腐的操作过程中，要坚持塔顶三注，注氨最好改为注有机胺中和缓蚀剂。因为相对于氨水，有机

6、胺中和缓蚀剂易于稳定pH值，避免铵盐结垢，且有机胺能迅速进入初凝区并与冷凝的HCl反应，从而大大缓解初凝区的腐蚀。另外，HCl与H2S腐蚀生成的原因和产生的腐蚀也不相同，HCl主要是由电脱盐后残留在原油中的盐分高温水解而成，而H2S主要是由原油中的硫醇、硫醚等非活性硫在高温裂解生成的，故一般常压塔塔顶的H2S要比减压塔少，而常压塔塔顶的HCl要比减压塔多。原油中所含的盐，造成设备腐蚀，这主要是由氯化镁和氯化钙所引起的。它们在一定条件下很容易水解生成氯化氢，氯化氢极易挥发，在分馏塔中随轻馏分和水蒸气一起升至塔顶，当温度下降

7、到水的露点以下时，氯化氢将大量溶解在水中变成盐酸，使常压塔顶的顶板、塔顶挥发线、塔顶产品的冷凝冷却设备和减压塔的一、二级抽真空系统等处造成严重腐蚀。常减压塔顶系统的腐蚀目前国内外大都是通过工艺防腐来解决，控制电脱盐，根据塔顶冷凝水的pH值、铁离子等数据控制各种药剂的加入量和注水量。山东石大科技集团有限公司1．5Mt/a常减压装置是加工胜利原油的燃料油型常减压装置。设计生产能力为1．5Mt/a，年开工7000h。因二次加工存在催化裂解装置，不能采用注碱的防腐工艺，故开工初期工艺防腐一直采用“一脱三注”，即对进装置原油进行电

8、脱盐，塔顶防腐采用注氨、注水、注缓蚀剂。因塔顶回流罐设计偏小，塔顶注水一直未能按正常注入量操作，塔顶注铵因人为操作因素，造成水样pH，经常在8～10之间波动。自1997年开工至今，常顶系统设备和管道多次发生腐蚀泄漏，较严重的情况有三次:第一次是常一柴油-原油换热器E-1001，切除后检修，堵管数量都超过了10%，20