常减装置腐蚀与防范

常减压蒸馏中的设备腐蚀类型及重点部位主讲：顾永兵常减压装置简介常减压装置中的腐蚀类型常减压装置腐蚀的重点部位常减压装置简介卧式电脱盐罐原油出口原油入口废水出口电极板1500℃900℃复合衬里炉壁辐射炉管燃烧器对流炉管余热回收引风机烟囱加热炉

常底线进料口塔板360℃常一线常二线常顶线常三线浮阀溢流堰蒸馏塔

目前国内单体最大的青岛大炼油1000万吨／年常减压蒸馏装置减压塔由宁波工程公司宁波机械厂整体制造完成，这台最大直径达10.8米，总高49.195米，重量575.8吨的庞然大物在宁波镇海大件码头顺利装船启运，并将通过海路运往青岛大炼油项目建设现场。减压塔抽真空设备

减压塔的抽真空设备常用的是蒸汽喷射器（steamejector，也称蒸汽吸射泵）或机械真空泵（mechanicalvacuumpump）。其中机械真空泵只在一些干式减压蒸馏塔和小炼油厂的减压塔中采用，而广泛应用的是蒸汽喷射器。常减压蒸馏中的腐蚀类型及重点部位低温部位腐蚀高温硫腐蚀环烷酸腐蚀低温部位的腐蚀低温部位的腐蚀主要属于HCl+H2O型HCl+H2S+H2O型腐蚀。腐蚀主要发生在初馏塔、常压塔和减压塔顶部，以及塔顶冷凝冷却系统的空冷器、水冷器等有液态水存在的低温部位。腐蚀因素主要取决于pH值、Cl－以及H2S的含量。其中Cl－是初馏塔、常压塔顶部腐蚀最主要的因素，主要来源于原油中的氯盐，如MgCl2和CaCl2在120℃左右发生水解，生成HCl。H2S是减压塔顶部和冷凝冷却系统腐蚀的主要因素。H2S主要是加工过程中由硫化物热分解而成。在该腐蚀环境中，HCl溶于水生成盐酸。若水量少，盐酸浓度可达1%～2%，形成十分强烈的稀盐酸腐蚀环境。H2S的存在会使腐蚀加速，二者构成相互促进的循环腐蚀。低温H2S腐蚀表现为均匀腐蚀和湿H2S应力腐蚀开裂。湿H2S应力腐蚀开裂包括氢鼓泡、氢致开裂、硫化物应力腐蚀开裂和应力导向氢致开裂。塔顶的腐蚀，硫化氢、水、氯化氢等在一定温度下相互作用，会腐蚀得很严重。常减压装置检修时，常见到减顶水冷凝器的腐蚀，减顶有三级水冷凝器，一级比一级腐蚀得严重，其中第三级腐蚀得最为严重。H2S应力腐蚀开裂的致因为阴极析氢反应生成的氢原子Had，其反应式见式。

这类腐蚀是低温腐蚀的最重要种类，主要发生在常减压蒸馏设备的“三顶”系统（即初馏塔顶、常压塔顶和减压塔顶），具体包括初、常、减三塔的低温轻油部分、及其换热器、空冷器、水冷器和内部管线等，其特点是在气相H2O环境下设备的腐蚀极为轻微，而在液相水环境中腐蚀较为严重，特别是在换热后的初凝部位腐蚀最为严重。这类腐蚀与介质相变关系密切，一般认为此类型的腐蚀为典型的电化学腐蚀，遵循电化学反应行为特征。其中阳极反应为金属溶解，反应式见式（1）；阴极反应为H+的去极化反应，反应式见式（2）。HCl+H2S+H2O腐蚀

一般认为其发生原因是初凝部位少量的液态H2O溶解了大量的富相的气态酸性气体，导致溶液酸性较大以致严重的腐蚀。需说明的是H+在水溶液中实际以水合态的H3O+存在，主要由HCl和H2S两组溶质电离生成，其中HCl发生一步电离，其反应式见式（3）；H2S为发生两步电离，其反应式见式（4）~式（5）。

需要说明：HCl为强电解质，在溶液可视为全部电离，H2S为弱电解质，其电离度和溶解度均远小于HCl，因此在同离子作用下H2S的电离平衡左移，此时腐蚀介质中阴离子基本以Cl-为主。有研究表明，原油中硫含量可能会对低温腐蚀具有促进作用，但对露点腐蚀发生的影响有限，这一点已被大量工程经验和科学实验证实。高温硫腐蚀高温硫腐蚀是指温度在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。反应式（13）中的硫元素腐蚀能力相对其他活性硫更强，而H2S可在340℃~400℃分解成硫元素，加速腐蚀反应的进行。其反应式见式（14）。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。环烷酸腐蚀（CnH2n-1COOH）环烷酸与铁发生反应生产油溶性环烷酸亚铁，其能够被油流带走，并脱离金属表面。即使硫化氢与铁反应生成硫化亚铁保护膜，也不会阻止金属与环烷酸发生反应，造成金属表面继续裸露在腐蚀环境中，环烷酸腐蚀仍可继续进行。介质中存在硫化氢会加剧金属环烷酸腐蚀，但是金属与硫腐蚀产物硫化亚铁却不能溶于介质中，而是形成保护膜覆盖在金属表面，所以介质中含硫可以阻止基体金属被腐蚀，硫化氢可以继续与环烷酸亚铁循环反应生成环烷酸和硫化亚铁沉淀，反应产物硫化亚铁可以附着在金属表面，形成保护膜，因此，若想要获得稳定的金属保护膜，原油中含有的硫必须达到相应的指标。重点部位：环烷酸腐蚀通常发生于大于220℃易发部分主要为塔器、管线、加热炉炉管、高温换热