炼油厂常减压设备腐蚀与防护

志盛威华唐工

前言

原油中含有多种腐蚀性介质，如硫化物、无机盐、环烷酸、氮化物等，在石油炼制过程中会引起一系列腐蚀问题。腐蚀问题直接影响生产装置、稳定运行，降低工厂开工率，提高维护费用，消耗化学药剂，增加生产成本，降低企业利润。做好炼化设备防腐工作一直是学术界的一项重大研究课题。

一、原油中常见的腐蚀介质

1.1硫腐蚀

原油中的硫化物主要包括：硫化氢、硫和硫醇、硫醚、多硫醚、噻吩、二硫化物等。通常将含硫量在0.1-0.5%的原油称为低硫原油，含硫量超过0.5%的为高硫原油。硫化物含量越高，对设备的腐蚀性也就越强。

根据硫化物对金属发生的腐蚀作用，可以分为活性硫化物（如硫化氢、硫、硫醇等）和非活性硫化物（硫醚、多硫醚、噻吩、二硫化物等）两大类，但是非活性硫化物在一定条件下可以分解、转化为活性硫化物，因而也具有腐蚀性能。

硫化物对设备的腐蚀与温度有很大的关系：

当T<120℃时，硫化物未分解，在无水情况下，对设备无腐蚀，但是当含有水时，则会形成湿硫化氢腐蚀环境（H2S-H2O）。

当120℃<T<240℃时，原油中活性硫化物未分解，因此对设备无腐蚀。

当240℃<T<340℃时，硫化物开始分解，生成H2S对设备开始腐蚀，而且随着温度升高而加剧。

340℃<T<400℃时，H2S开始分解为H2和S，此时对设备的腐蚀反应为：

H2S→H2+S

Fe +S→FeS

R-SH +Fe→FeS+不饱和烃

420℃<T<430℃时，高温硫对设备腐蚀快；

T>480℃时，硫化物基本分解完全，腐蚀速率下降；

T>500℃时，不是硫化物腐蚀范围，此时高温氧化腐蚀加速。

1.2盐腐蚀

原油中的无机盐类主要有NaCl、MgCl2、CaCl2等，盐类的含量一般为5-130*10-6，其中NaCl约占75%，MgCl2约占15%，CaCl2仅10%左右。其中MgCl2、CaCl2容易发生水解。

MgCl2+2H2O→Mg(OH)2+2HCl

CaCl2+2H2O→Ca(OH)2+2HCl

1.3酸腐蚀

环烷酸（RCOOH）是石油中一些有机酸的总称，主要是指饱和环状结构的酸及其同系物。此外还包括一些芳香族酸和脂肪酸。其分子量在很大范围内变化。

环烷酸在常温下对金属没有腐蚀性，但在高温下能与铁等生成环烷酸盐，引起剧烈的腐蚀。

1.4氮化物腐蚀

氮化合物主要有吡啶、吡咯及其衍生物。在高温及催化剂作用下可分解成可挥发的氨和氰化物（HCN）。生成的氨在焦化及加氢等装置形成NH4Cl，造成塔盘垢下腐蚀或冷换设备管束堵塞。

焦化塔顶的碱性含氨、含酚水可作为常减压装置防腐蚀措施“注水”用水，以控制常压塔顶冷凝系统的HCl-H2S-H2O的腐蚀。

催化分馏塔顶的含氨冷凝水也可代替氨液注入减压塔顶冷凝冷却系统，以控制其腐蚀。

HCN的存在对催化装置低温H2S-H2O部位的腐蚀起到促进作用，造成设备的氢鼓泡、氢脆和硫化物应力开裂。

二、炼化厂常见的腐蚀环境

2.1含硫高酸值腐蚀环境

1）低温（T<120℃）轻油H2S-H2O型腐蚀环境：

HCl-H2S-H2O型、HCN- H2S-H2O型、CO2-H2S-H2O型、RNH2-CO2-H2S-H2O型、H2S-H2O型。

2）高温（240-500℃）重油H2S型腐蚀环境：

S-H2S-RSH型、S-H2S-RSH-RCOOH型、H2-H2S型。

3）高温硫化型腐蚀环境

硫磺回收装置燃烧后高温含硫气流组成为H2S、SO2、硫蒸气、CS2、COS、、H2O、N2等。

2.2其他腐蚀环境

a.水汽

b.氢

氢向钢材渗透，导致钢材的脆化，主要形式有：氢脆、表面脱碳、内部脱碳（氢腐蚀）。

c.有机溶剂

气体脱硫、润滑油精制均要使用有机溶剂，如乙醇胺、糖醛、二乙二醇醚、酚等，生产过程中会发生降解、聚合、氧化等作用而生成一些具有腐蚀性的物质。

d.氨

三、常减压装置腐蚀与防护

常减压装置（Atmospheric and vacuum distillation unit）是常压蒸馏和减压蒸馏两个装置的总称，因为两个装置通常在一起，故称为常减压装置。主要包括三个工序:原油的脱盐、脱水;常压蒸馏;减压蒸馏。

可以通过原油中的盐含量、硫含量、酸值、氮含量等指标进行判断原油的腐蚀情况，上述含量越高，则腐蚀性越强。

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