常減裝置腐蝕與防范

常減壓蒸餾中的設(shè)備腐蝕類(lèi)型及重點(diǎn)部位主講：顧永兵常減壓裝置簡(jiǎn)介常減壓裝置中的腐蝕類(lèi)型常減壓裝置腐蝕的重點(diǎn)部位常減壓裝置簡(jiǎn)介臥式電脫鹽罐原油出口原油入口廢水出口電極板1500℃900℃復(fù)合襯里爐壁輻射爐管燃燒器對(duì)流爐管余熱回收引風(fēng)機(jī)煙囪加熱爐

常底線進(jìn)料口塔板360℃常一線常二線常頂線常三線浮閥溢流堰蒸餾塔

目前國(guó)內(nèi)單體最大的青島大煉油1000萬(wàn)噸／年常減壓蒸餾裝置減壓塔由寧波工程公司寧波機(jī)械廠整體制造完成，這臺(tái)最大直徑達(dá)10.8米，總高49.195米，重量575.8噸的龐然大物在寧波鎮(zhèn)海大件碼頭順利裝船啟運(yùn)，并將通過(guò)海路運(yùn)往青島大煉油項(xiàng)目建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)。減壓塔抽真空設(shè)備

減壓塔的抽真空設(shè)備常用的是蒸汽噴射器（steamejector，也稱蒸汽吸射泵）或機(jī)械真空泵（mechanicalvacuumpump）。其中機(jī)械真空泵只在一些干式減壓蒸餾塔和小煉油廠的減壓塔中采用，而廣泛應(yīng)用的是蒸汽噴射器。常減壓蒸餾中的腐蝕類(lèi)型及重點(diǎn)部位低溫部位腐蝕高溫硫腐蝕環(huán)烷酸腐蝕低溫部位的腐蝕低溫部位的腐蝕主要屬于HCl+H2O型HCl+H2S+H2O型腐蝕。腐蝕主要發(fā)生在初餾塔、常壓塔和減壓塔頂部，以及塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)的空冷器、水冷器等有液態(tài)水存在的低溫部位。腐蝕因素主要取決于pH值、Cl－以及H2S的含量。其中Cl－是初餾塔、常壓塔頂部腐蝕最主要的因素，主要來(lái)源于原油中的氯鹽，如MgCl2和CaCl2在120℃左右發(fā)生水解，生成HCl。H2S是減壓塔頂部和冷凝冷卻系統(tǒng)腐蝕的主要因素。H2S主要是加工過(guò)程中由硫化物熱分解而成。在該腐蝕環(huán)境中，HCl溶于水生成鹽酸。若水量少，鹽酸濃度可達(dá)1%～2%，形成十分強(qiáng)烈的稀鹽酸腐蝕環(huán)境。H2S的存在會(huì)使腐蝕加速，二者構(gòu)成相互促進(jìn)的循環(huán)腐蝕。低溫H2S腐蝕表現(xiàn)為均勻腐蝕和濕H2S應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。濕H2S應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂包括氫鼓泡、氫致開(kāi)裂、硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和應(yīng)力導(dǎo)向氫致開(kāi)裂。塔頂?shù)母g，硫化氫、水、氯化氫等在一定溫度下相互作用，會(huì)腐蝕得很?chē)?yán)重。常減壓裝置檢修時(shí)，常見(jiàn)到減頂水冷凝器的腐蝕，減頂有三級(jí)水冷凝器，一級(jí)比一級(jí)腐蝕得嚴(yán)重，其中第三級(jí)腐蝕得最為嚴(yán)重。H2S應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的致因?yàn)殛帢O析氫反應(yīng)生成的氫原子Had，其反應(yīng)式見(jiàn)式。

這類(lèi)腐蝕是低溫腐蝕的最重要種類(lèi)，主要發(fā)生在常減壓蒸餾設(shè)備的“三頂”系統(tǒng)（即初餾塔頂、常壓塔頂和減壓塔頂），具體包括初、常、減三塔的低溫輕油部分、及其換熱器、空冷器、水冷器和內(nèi)部管線等，其特點(diǎn)是在氣相H2O環(huán)境下設(shè)備的腐蝕極為輕微，而在液相水環(huán)境中腐蝕較為嚴(yán)重，特別是在換熱后的初凝部位腐蝕最為嚴(yán)重。這類(lèi)腐蝕與介質(zhì)相變關(guān)系密切，一般認(rèn)為此類(lèi)型的腐蝕為典型的電化學(xué)腐蝕，遵循電化學(xué)反應(yīng)行為特征。其中陽(yáng)極反應(yīng)為金屬溶解，反應(yīng)式見(jiàn)式（1）；陰極反應(yīng)為H+的去極化反應(yīng)，反應(yīng)式見(jiàn)式（2）。HCl+H2S+H2O腐蝕

一般認(rèn)為其發(fā)生原因是初凝部位少量的液態(tài)H2O溶解了大量的富相的氣態(tài)酸性氣體，導(dǎo)致溶液酸性較大以致嚴(yán)重的腐蝕。需說(shuō)明的是H+在水溶液中實(shí)際以水合態(tài)的H3O+存在，主要由HCl和H2S兩組溶質(zhì)電離生成，其中HCl發(fā)生一步電離，其反應(yīng)式見(jiàn)式（3）；H2S為發(fā)生兩步電離，其反應(yīng)式見(jiàn)式（4）~式（5）。

需要說(shuō)明：HCl為強(qiáng)電解質(zhì)，在溶液可視為全部電離，H2S為弱電解質(zhì)，其電離度和溶解度均遠(yuǎn)小于HCl，因此在同離子作用下H2S的電離平衡左移，此時(shí)腐蝕介質(zhì)中陰離子基本以Cl-為主。有研究表明，原油中硫含量可能會(huì)對(duì)低溫腐蝕具有促進(jìn)作用，但對(duì)露點(diǎn)腐蝕發(fā)生的影響有限，這一點(diǎn)已被大量工程經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)。高溫硫腐蝕高溫硫腐蝕是指溫度在240℃以上時(shí)，原油中的活性含硫化合物(如單質(zhì)硫、硫化氫、硫醇等)與金屬反應(yīng)形成的腐蝕。高溫硫腐蝕從250℃左右開(kāi)始，并隨著溫度升高而逐步加劇，溫度達(dá)到340～430℃時(shí)腐蝕情況最為嚴(yán)重。高溫硫腐蝕最易發(fā)生部位為:常壓爐出口爐管及轉(zhuǎn)油線、常壓塔進(jìn)料部位上下塔盤(pán)、減壓爐至減壓塔的轉(zhuǎn)油線、減壓塔進(jìn)料段塔壁與內(nèi)部構(gòu)件以及塔底、減壓渣油轉(zhuǎn)油線、減壓渣油換熱器等。反應(yīng)式（13）中的硫元素腐蝕能力相對(duì)其他活性硫更強(qiáng)，而H2S可在340℃~400℃分解成硫元素，加速腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行。其反應(yīng)式見(jiàn)式（14）。其他硫化物雖不能與鐵直接反應(yīng)，但受熱分解生成的活性硫則按上述反應(yīng)式和鐵發(fā)生反應(yīng)。環(huán)烷酸腐蝕（CnH2n-1COOH）環(huán)烷酸與鐵發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)油溶性環(huán)烷酸亞鐵，其能夠被油流帶走，并脫離金屬表面。即使硫化氫與鐵反應(yīng)生成硫化亞鐵保護(hù)膜，也不會(huì)阻止金屬與環(huán)烷酸發(fā)生反應(yīng)，造成金屬表面繼續(xù)裸露在腐蝕環(huán)境中，環(huán)烷酸腐蝕仍可繼續(xù)進(jìn)行。介質(zhì)中存在硫化氫會(huì)加劇金屬環(huán)烷酸腐蝕，但是金屬與硫腐蝕產(chǎn)物硫化亞鐵卻不能溶于介質(zhì)中，而是形成保護(hù)膜覆蓋在金屬表面，所以介質(zhì)中含硫可以阻止基體金屬被腐蝕，硫化氫可以繼續(xù)與環(huán)烷酸亞鐵循環(huán)反應(yīng)生成環(huán)烷酸和硫化亞鐵沉淀，反應(yīng)產(chǎn)物硫化亞鐵可以附著在金屬表面，形成保護(hù)膜，因此，若想要獲得穩(wěn)定的金屬保護(hù)膜，原油中含有的硫必須達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo)。重點(diǎn)部位：環(huán)烷酸腐蝕通常發(fā)生于大于220℃易發(fā)部分主要為塔器、管線、加熱爐爐管、高溫?fù)Q熱