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常減壓裝置腐蝕原因分析及防護(hù)措施

文檔作者：由忠微洪運(yùn)武劉耀芳文檔來源： 1．大慶石化公司項(xiàng)目管理中心 2．大慶石化工程有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月14日
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煉油與化工
REnNING AND CHEMICAL INDUSTRY 第24卷
常減壓裝置腐蝕原因分析及防護(hù)措施
由忠微 ，洪運(yùn)武 ，劉耀芳
(1．大慶石化公司項(xiàng)目管理中心，黑龍江大慶163714；2．大慶石化工程有限公司，黑龍江大慶163714)
摘要：原油的重質(zhì)化和高含硫特性對煉油裝置的腐蝕日趨嚴(yán)重，影響了裝置的長周期運(yùn)行。文中
分析了常減壓蒸餾裝置的腐蝕原因，并針對低溫和高溫2種腐蝕環(huán)境，提出了設(shè)備、管道材質(zhì)選用
和相關(guān)的防護(hù)措施。
關(guān)鍵詞：常減壓；腐蝕；選材；防護(hù)措施
中圖分類號：TE986 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1671—4962(2013)05—0050—02
隨著國內(nèi)石油產(chǎn)品需求的增加、原油供應(yīng)的
日趨緊張，越來越多的煉油廠開始加工重質(zhì)原油
和高硫原油。石油化工行業(yè)的大型化、節(jié)能化，生
產(chǎn)周期的增長，對設(shè)備提出了更高的要求 。原油
中大量的氯化物、硫化物在蒸餾過程中受熱分解、
水解產(chǎn)生氯化氫和硫化氫和酸性物質(zhì)對設(shè)備和管
道造成腐蝕，影響設(shè)備正常運(yùn)行。
1腐蝕原因分析
常減壓裝置的設(shè)備和管道腐蝕主要表現(xiàn)為化
學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕主要發(fā)生在高溫
部位(240～450℃)，電化學(xué)腐蝕主要發(fā)生在低溫部
分(150℃)，每類腐蝕由于HC1和HCN等介質(zhì)的作
用存在多種腐蝕情況。
1．1低溫部位的腐蝕
低溫下的HC1一H S—H O腐蝕。原油中含有一
定的無機(jī)鹽、氯化物、硫化物。無機(jī)鹽在常壓爐出
口360℃的溫度下，MgC1：、CaC1：和NaC1水解口]，產(chǎn)
生鹽酸：
MgC1z+2H2O=Mg(OH) +2HC1
CaC12+H2O=Ca(OH)2+2HC1
由于水的存在而形成“稀鹽酸腐蝕”，原油中
硫化物分解產(chǎn)生H：s，會鹽酸的腐蝕速度H S和
HC1會上升到常壓塔、減壓塔和初餾塔的塔頂，與
塔頂金屬設(shè)備表面進(jìn)行反應(yīng)，對塔頂?shù)乃w、塔盤
等進(jìn)行腐蝕：
Fe+2HCI=FeC12+H2
FeC12+H2S=FeS+2HC1
當(dāng)H s和HC1經(jīng)過冷換設(shè)備后溫度下降到露
點(diǎn)以下，冷凝區(qū)出現(xiàn)液體水時，，HCL會溶于水中
成為鹽酸，在冷換設(shè)備殼層形成HC1一H：S—H：0腐
蝕。這類循環(huán)腐蝕對于碳鋼為均勻腐蝕，對于
0Crl3鋼為點(diǎn)蝕，對于奧氏體不銹鋼為氯化物應(yīng)力
腐蝕開裂口J。
1．2高溫部位的腐蝕
高溫腐蝕主要包括高溫硫腐蝕和高溫環(huán)烷酸
腐蝕㈨。
(1)高溫硫腐蝕。原油中的硫主要是非活性
硫，它與金屬一般不會直接發(fā)生發(fā)應(yīng)造成腐蝕，非
活性形成的硫化亞鐵在金屬表面會形成半保護(hù)性
膜。在340～400℃時，硫化氫可分解產(chǎn)生H 和活
性很高的單質(zhì)硫，促進(jìn)腐蝕發(fā)生。當(dāng)在420～480℃
時，高溫硫?qū)υO(shè)備腐蝕最快。
(2)高溫環(huán)烷酸腐蝕。環(huán)烷酸是有機(jī)酸的總
稱，包括環(huán)烷酸、脂肪酸、芳香酸以及酚類，以環(huán)烷
酸含量最多，故一般稱石油中的酸為環(huán)烷酸，其沸
點(diǎn)約在177～343℃。高溫環(huán)烷酸腐蝕特點(diǎn)：發(fā)生酸
值>0．5 mg KOH／g、溫度在220～400℃之間的高流
速介質(zhì)中。腐蝕發(fā)生于液相，汽相無腐蝕，但在汽
液相交變部位、有流速沖刷區(qū)及渦流區(qū)腐蝕最為
嚴(yán)重。腐蝕率隨酸值的增加而升高。235 cc時，酸
值提高1倍，碳鋼腐蝕率增加2．5倍。在270～
280℃腐蝕性最強(qiáng)，溫度繼續(xù)升高，環(huán)烷酸部分氣
化未冷凝，液相中的環(huán)烷酸濃度降低，腐蝕性下
降。350 ec時，氣化速度加快，氣相速度增加，腐蝕
加劇。350～400 腐蝕性最強(qiáng)。425口c時，環(huán)烷酸
基本氣化，對設(shè)備高溫部位不再產(chǎn)生腐蝕。當(dāng)環(huán)
烷酸存在時，環(huán)烷酸與硫化鐵膜直接反應(yīng)，生成環(huán)
烷酸鐵和H。s，H s和Fe又可以反應(yīng)，從而促使腐
蝕加劇 。
Fe+2RCOOH=Fe(RCO0)2+H2 T
FeS+2RC0OH=Fe(RCO0)：+H：S
Fe+H，S：FeS+H2 T
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2013年第5期 由忠微，等．常減壓裝置腐蝕原因分析及防護(hù)措施 51
2防護(hù)措施
為了能夠有效防止設(shè)備腐蝕，在選用設(shè)備的
材質(zhì)時，應(yīng)該根據(jù)所處的不同腐蝕部位來選擇不
同的材質(zhì)。對于那些容易遭受腐蝕的部位，應(yīng)該
盡量選取抗腐蝕性強(qiáng)的材質(zhì)。而材質(zhì)的抗腐蝕性
與其成分有很大關(guān)系。碳含量大的材質(zhì)容易遭受
腐蝕，而Cr、Ni、Mo等對于增加材質(zhì)的抗腐蝕性比
較有利。除了采用耐蝕材質(zhì)外，有時還要進(jìn)行表
面處理，如碳鋼表面滲鋁處理和金屬鍍膜等。也
可以在沖蝕比較嚴(yán)重的部位改用大管徑管道或者
安裝緩沖板，以此來降低沖蝕的影響 。
2．1低溫腐蝕部位的材質(zhì)選型
低溫部位的腐蝕發(fā)生在初餾塔和常壓塔頂
部，塔頂冷凝系統(tǒng)，減壓塔部分揮發(fā)線和冷凝系
統(tǒng)。這類循環(huán)腐蝕對于碳鋼為均勻腐蝕，對于
0Crl3鋼為點(diǎn)蝕，對于奧氏體不銹鋼為氯化物應(yīng)力
腐蝕開裂。
在塔頂上部低溫腐蝕部位和上部封頭材質(zhì)選
用20R+00cr17Nil4M0。塔體下部高溫腐蝕部分
和塔體下部封頭材質(zhì)選用20R+0Crl3，冷凝器的
管束和空冷器管束內(nèi)壁采用鎳磷化學(xué)鍍層，鈦納
米聚合物涂料防腐涂層。塔頂冷凝系統(tǒng)重點(diǎn)腐蝕
部可選用耐H：s腐蝕的材質(zhì)，空冷管束入口段插入
L=400 mm鈦管，塔頂換熱器選用鈦材或316L，冷
凝器的管束和空冷器管束內(nèi)壁可采用鎳磷化學(xué)鍍
層，鈦納米聚合物涂料防腐涂層。而常壓塔塔頂
換熱器材質(zhì)選用雙相不銹鋼時，雙相不銹鋼的固
溶組織中鐵素體相和奧氏體相約各占一半，雙相
不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)
點(diǎn)，將奧氏體不銹鋼具有的優(yōu)良韌性和焊接性與
鐵素體不銹鋼具有的較高強(qiáng)度和耐氯化物應(yīng)力腐
蝕性能結(jié)合在一起，達(dá)到最佳的防腐蝕效果。雙
相鋼選用3RE60和SAF2205。
2．2高溫腐蝕部位的材質(zhì)選型
用耐高溫硫腐蝕、高溫環(huán)烷酸的腐蝕的材質(zhì)，
是解決高溫系統(tǒng)腐蝕最有效的方法。分別對2種
高溫腐蝕提出材質(zhì)選用。
(1)高溫硫腐蝕中，腐蝕發(fā)生在加熱爐爐管內(nèi)
壁，分餾塔進(jìn)料層以下，減壓塔底的渣油和原油換
熱器、渣油泵葉輪和重油泵的出口管線等。
主要選材如Cr5Mo、CrgMo、OCrl3、1Cr18Ni9Ti
等、防止高溫酸和硫腐蝕除了采用耐蝕材質(zhì)外，有
的還要進(jìn)行表面處理，如碳鋼表面滲鋁處理和金
屬鍍膜等。滲鋁碳鋼表面經(jīng)氧化后生成一層致密
的A1：0，保護(hù)膜，具有良好的耐環(huán)烷酸腐蝕、抗硫化
和沖蝕性能，而且成本較低。
(2)高溫環(huán)烷酸的腐蝕中，腐蝕發(fā)生在常壓蒸
餾和高真空減壓蒸餾的設(shè)備、高溫油泵、塔進(jìn)料
層、回流線、換熱器等。主要選材如Cr5Mo、0Crl3、
0Crl8Ni9、1Crl8Ni9、1Crl8Nil2Mo2等
防止常減壓蒸餾裝置設(shè)備和管道的腐蝕，設(shè)
備、管道的材質(zhì)選用外，還應(yīng)采用工藝防護(hù)措施
“
一脫三注”原油電脫鹽，注中和劑、注水、緩蝕劑
和利用在線監(jiān)、7貝4系統(tǒng)進(jìn)行腐蝕監(jiān)測掌握腐蝕速
率、分析原因。常減壓蒸餾裝置的低溫部分需要
結(jié)合工藝防腐蝕進(jìn)行，而高溫部位的防腐蝕主要
是以材質(zhì)升級為主，再輔以定點(diǎn)測厚、在線腐蝕監(jiān)
測和氫銅監(jiān)測等腐蝕監(jiān)測手段。
3結(jié)束語
隨著煉油技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，使得煉油
的設(shè)備使用壽命得到了有效的延長，常減壓蒸餾
裝置為其它裝置提供原料，對其進(jìn)行防護(hù)，使之平
穩(wěn)安全運(yùn)行，可以提高煉化企業(yè)的運(yùn)行周期，實(shí)現(xiàn)
平穩(wěn)安全生產(chǎn)的良好環(huán)境，為裝置平穩(wěn)運(yùn)行和檢
維修提供了保證。
參考文獻(xiàn)：
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中外能源，2010(9)：28—30．
收稿日期：2013—07—01
作者簡介：由忠微，男，工程師，2004年畢業(yè)于東北農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)
制造及自動化專業(yè)，現(xiàn)從事化工工程項(xiàng)目管理工作。

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