摘 要：針對(duì)煉油廠延遲焦化裝置所面臨的裝置長(zhǎng)周期，超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)加工高硫高酸高殘?zhí)康牧淤|(zhì)化原料，造成焦化系統(tǒng)腐蝕加重的問題，提出的設(shè)備腐蝕分析及預(yù)防方法。

關(guān)鍵詞：延遲焦化;高硫高酸原料;超負(fù)荷;腐蝕

近年來隨著國(guó)際石油資源的減少，油價(jià)的上漲。我國(guó)煉油企業(yè)主要面臨的是提高生產(chǎn)規(guī)模，降低能耗?？焖龠m應(yīng)對(duì)國(guó)外進(jìn)口的高硫、高酸、性質(zhì)較差的原料油的加工。重質(zhì)油輕質(zhì)化是增大生產(chǎn)規(guī)模后煉油企業(yè)重要的效益增長(zhǎng)點(diǎn)。由于石油性質(zhì)變差，含酸、含硫嚴(yán)重超標(biāo)，對(duì)設(shè)備腐蝕加重，裝置相繼出現(xiàn)腐蝕泄漏現(xiàn)象，本文針對(duì)延遲焦化裝置設(shè)備腐蝕問題進(jìn)行分析，并提出解決方法。

1 腐蝕現(xiàn)象分析

1.1 高溫硫腐蝕

原油中所含的非活性硫化物是設(shè)備各部位硫腐蝕的主要原因，非活性硫化物在160℃開始水解，產(chǎn)生單體硫和H2S，可直接與金屬鐵反應(yīng)。在300℃以上非活性硫化物分解尤為迅速，產(chǎn)生活性硫具有更強(qiáng)腐蝕性。在350℃～ 400℃時(shí)，低級(jí)硫醇也能直接與鐵反應(yīng)發(fā)生腐蝕。

高溫硫、硫化氫、及環(huán)烷酸型腐蝕經(jīng)常發(fā)生在加熱爐輻射管內(nèi)壁，加熱爐轉(zhuǎn)油線、大油氣線、分餾塔、蠟油集油箱及塔底部位、分餾塔的高溫重油抽出線、輸送泵及其相關(guān)管線。對(duì)于延遲焦化裝置發(fā)生高溫硫腐蝕最主要的原因即溫度的影響，及硫化物含量的影響。直接加工重質(zhì)原油的焦化裝置，該類腐蝕更為突出，加工減壓渣油（包括摻煉催化油漿）的焦化裝置，同時(shí)表現(xiàn)出一定的環(huán)烷酸腐蝕的特征，尤其是分餾塔的集油箱部位，但這些部位仍以高溫硫腐蝕為主。

高溫硫腐蝕機(jī)理如下：

1.2環(huán)烷酸腐蝕

重質(zhì)原油的焦化裝置，一般當(dāng)原油中的酸值大于0.5mgKOH/g原油時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)明顯的環(huán)烷酸腐蝕的特征。H2S腐蝕金屬，環(huán)烷酸可破壞H2S的腐蝕產(chǎn)物，使腐蝕繼續(xù)進(jìn)行。由于最終腐蝕產(chǎn)物是油溶性環(huán)烷酸亞鐵，所以不會(huì)產(chǎn)生銹層。腐蝕部位一般光滑無垢，腐蝕形態(tài)多為帶銳角型蝕坑或蝕槽。主要發(fā)生在270℃～400℃范圍內(nèi)的管線，閥門，爐管內(nèi)以及分餾塔集油箱、蠟油抽出線等部位。在高速區(qū)、湍流區(qū)、氣液發(fā)生相變部位是腐蝕最嚴(yán)重的部位，碳鋼的腐蝕可達(dá)20mm/a。在流速?zèng)]有湍流的情況下流速小于26m/s時(shí)，環(huán)烷酸的腐蝕速率很小，而流速大于30m/s時(shí)，環(huán)烷酸的腐蝕速率隨流速的增加而接近線性增加，而在出現(xiàn)湍流的部位極易造成環(huán)烷酸的腐蝕。環(huán)烷酸對(duì)不同鋼材的腐蝕程度不同，根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，合金鋼抗腐蝕的性能比碳鋼好。因此，環(huán)烷酸腐蝕與介質(zhì)的酸值、溫度、流速、設(shè)備的材料有關(guān)。

環(huán)烷酸腐蝕機(jī)理如下：

1.3高溫沖刷下硫及環(huán)烷酸多重作用下的腐蝕

在腐蝕過程中，開始腐蝕速率大，當(dāng)形成FeS保護(hù)膜后便穩(wěn)定下來，但隨著FeS保護(hù)膜同環(huán)烷酸反應(yīng)而遭到破壞，生成可溶于油的環(huán)烷酸鐵和硫化氫。爆露出金屬表面，而硫化氫又與新鮮的金屬活性表面發(fā)生反應(yīng)，造成惡性循環(huán)使腐蝕加劇進(jìn)行。同時(shí)在高流速和介質(zhì)中含有固體顆粒（如焦粉等）的沖刷作用下，腐蝕產(chǎn)物因?yàn)闆_力而剝落，沖力越大，剝落速度越快，露出新鮮金屬的活性表面，失去保護(hù)作用。更促進(jìn)了腐蝕作用。如此循環(huán)往復(fù)造成設(shè)備不斷減薄，直至穿孔破壞。有腐蝕試驗(yàn)結(jié)果表示流速與爐管彎頭在同一材料條件下流速與腐蝕成正比。此種腐蝕多為減薄腐蝕，一般發(fā)生在三通、彎頭、儀表接管、熱偶管觜以及/焦碳塔高溫油氣線等處。

腐蝕機(jī)理如下：

1.4 低溫H2S-HCl-H20型腐蝕

由于常減壓電脫鹽裝置脫鹽（MgCl2、NaCl、CaCl2）不徹底造成部分氯化物組分通過渣油進(jìn)入延遲焦化裝置。在加工過程中，其氯化物NaCl，CaCl2，MgCl2等鹽類在120℃開始水解生成HCl，氯離子在高溫下熱解為HCl。在有水存在的條件下，生成鹽酸，對(duì)設(shè)備有強(qiáng)烈腐蝕作用。另外含硫原料油在加工中分解出H2S與金屬反應(yīng)生成FeS保護(hù)層，HCl與FeS反應(yīng)產(chǎn)生水溶性FeCl2破壞保護(hù)層，放出的H2S進(jìn)一步加劇設(shè)備腐蝕。焦化裝置在加熱爐中都注入了蒸汽或水，通過油氣線蒸汽到達(dá)了分餾塔塔頂，而對(duì)于分餾塔的塔頂來說，局部溫度、HCl、H2S濃度以及水的露點(diǎn)都會(huì)促使設(shè)備腐蝕形成。當(dāng)局部溫度低于水的露點(diǎn)時(shí)，形成腐蝕介質(zhì)。而水的露點(diǎn)取決于塔頂蒸汽的含水量和操作壓力。含水量高會(huì)使露點(diǎn)溫度降低。塔頂汽的含水量取決加熱爐注水（汽）量+特閥汽封蒸汽量。低溫硫腐蝕主要發(fā)生在分餾塔塔頂、空冷器入口、塔頂回流入口、塔盤處、冷焦水處理系統(tǒng)等。

低溫H2S-HCl-H20型腐蝕機(jī)理如下：

2 腐蝕的控制方法

2.1 材質(zhì)升級(jí)

對(duì)于延遲焦化裝置的高溫硫及酸腐蝕問題，唯一的解決辦法就是材質(zhì)升級(jí)，塔底各位置管線包括各位置的引壓管、變徑及彎頭處盡量使用高等級(jí)材質(zhì)設(shè)備。

對(duì)相應(yīng)腐蝕較為嚴(yán)重部位的管線及設(shè)備使用襯鈦或純鈦設(shè)備。

對(duì)于腐蝕及沖刷最為嚴(yán)重位置使用含鉬的316、317材料，它的強(qiáng)度低，韌性高，耐蝕性能及焊接加工性能等較高，設(shè)計(jì)均勻腐蝕速率不大于0.25mm/a。

2.2 加強(qiáng)防腐蝕設(shè)備管理

①對(duì)于無法更換的管線，應(yīng)該使用定時(shí)定點(diǎn)測(cè)厚、在線監(jiān)測(cè)等技術(shù)，對(duì)管線及時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，控制好管線的腐蝕速率;②使用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)管線進(jìn)行檢測(cè);③對(duì)于材質(zhì)不清部位堅(jiān)決進(jìn)行材質(zhì)鑒定。

2.3 加強(qiáng)防腐工藝管理

2.3.1 原油混煉

通過原油的混煉，將低含硫低酸值與高含硫高酸值原油混合，降低原料的含硫量和酸值，將環(huán)烷酸酸值控制在環(huán)烷酸腐蝕發(fā)生的臨界值之下。

2.3.2 緩蝕劑

在腐蝕介質(zhì)中加入少量緩蝕劑，利用緩蝕劑在設(shè)備上形成一層至密保護(hù)膜達(dá)到隔離作用?？梢越档徒饘僭诮橘|(zhì)中的腐蝕速度，阻止腐蝕的繼續(xù)發(fā)生，對(duì)于低溫H2S-HCl-H2O型腐蝕采用加注低溫緩蝕劑方法效果比較顯著。但應(yīng)及時(shí)對(duì)塔頂油水分離罐中切出的污水作Fe+和pH值分析，根據(jù)分析數(shù)據(jù)調(diào)整破乳劑的注入量。

3 小結(jié)

①解決目前延遲焦化裝置存在的腐蝕問題主要在升級(jí)焦化裝置設(shè)備材質(zhì)和優(yōu)化焦化裝置原料入手;②要在常減壓裝置做好一脫四注工作，在原油加工方案上進(jìn)行優(yōu)化，才能夠有效的避免延遲焦化裝置中渣油鹽含量、氯離子含量過高造成的腐蝕;③優(yōu)化裝置操作方案要結(jié)合裝置實(shí)際情況，超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)設(shè)備的苛刻度提高，大幅度提高了裝置安全生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn);④對(duì)于在役的材質(zhì)較低的延遲焦化裝置應(yīng)該盡早進(jìn)行材質(zhì)升級(jí)，并且做好相應(yīng)的防腐工作。

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作者簡(jiǎn)介：

程紅強(qiáng)（1985- ），男，籍貫：河北省邢臺(tái)縣，學(xué)歷：本科，現(xiàn)職稱：中級(jí)工程師，研究方向：煉油裝置的研究。