常减压蒸馏装置工艺防腐应用及进展研究

常减压蒸馏装置工艺防腐应用及进展研究

巩杰贤

山东汇丰石化集团有限公司 山东桓台 256410

摘要：随着原油硫含量和酸含量逐年升高，常减压蒸馏装置的设备及管线腐蚀越来越严重。为了解决这些腐蚀问题，对装置的易腐蚀部位及腐蚀类型进行分析研究，提出了相应的防护措施，并对初馏塔和常压塔顶部塔盘进行了升级改造，抑制了塔盘腐蚀，保障了装置的长周期稳定运行。

关键词：常减压蒸馏装置；工艺防腐；应用及进展；研究

引言

在常减压蒸馏装置加热炉余热回收系统节能改造中，通过节能减排技术的运用，可以在降低排烟温度的过程中提高加热炉的热效率，并达到节能降耗的目的，避免大气污染排放量增加问题的出现，同时也可以实现减排增效的产业运行目标。因此，在石油石化企业运行中，需要将设备系统的节能降耗作为重点，通过设备使用状况以及使用需求的分析，构建节能改造方案，为行业的持续运行及节能降耗方法提供参考。但为了保证装置的长周期运行，需在日常工艺防腐管理中重点注意初馏塔和常压塔上部塔盘的腐蚀情况。

1常减压蒸馏原理

在炼油厂的生产过程中，原油主要是根据沸点不同，能够分离出不同的馏分。在不同馏分中分离出来的物质也是混合物，并不能实现完全提纯。因此，原油本质上是一种非常复杂的混合物，而通过不同方式的馏分区分，能够提取出多种燃料油和润滑油。常减压蒸馏装置根据组分的沸点不同，或者根据组分的蒸汽压不同，可以将液体混合物分离成不同的物质，如轻馏分、重馏分或者近似纯产品。常减压蒸馏装置根据不同油品的需求，可以采用不同的工艺去除非理想的组份，得到目的产品。

2常减压蒸馏装置的腐蚀情况及问题分析

2.1高温部位腐蚀问题

（1）常压塔进料段腐蚀。常压塔的进料段由20#钢制成，最严重的部分是油气直接冲击塔壁的地方，塔壁的最大腐蚀速率可以达到2.5mm/a。

（2）减压侧线泵出口腐蚀。此部分管道运行温度为350～370℃，高温环烷酸腐蚀速度最快，管道腐蚀变薄，加工原油的硫和酸含量长期超过装置的保护值，装置高温硫腐蚀、环烷酸腐蚀非常严重。

（3）加热炉出口弯头腐蚀。若原油酸值长期超过设计值，在温度较高的弯头部位会加速高温环烷酸腐蚀和泄漏。加热炉出口管道的腐蚀减薄和断裂会导致物料泄漏。

2.2氯化铵腐蚀

原油中含有一些天然的含氮化合物，由于环状结构的特性，造成含氮化合物性质较为稳定且不易分解。常减压装置电脱盐注水采用硫磺回收的脱硫净化水，脱硫净化水中含有氨的成分，同时原油中含有一些有机氯化物，在电脱盐系统中无法有效脱除，在蒸馏过程中受热分解或水解，产生HCl。氨和HCl在一定的温度和压力下会反应生成氯化铵盐。氯化铵盐是无色晶体或白色颗粒性粉末，极易吸潮，吸湿点一般在76%左右。当空气中相对湿度大于吸湿点时，氯化铵即产生吸潮现象。氯化铵盐随着温度的降低析出结晶，结晶温度与氨以及HCl的浓度有关。干燥的氯化铵盐不具有腐蚀性，但是氯化铵盐天然具有极强的吸潮性，而分馏塔有汽提蒸汽的工艺，存在相对潮湿的客观环境。氯化铵盐一般容易沉积在降液管底隙和塔盘边缘的流动死区，与汽提蒸汽接触后吸潮，造成垢下腐蚀。

3常减压蒸馏装置的防腐措施分析

3.1做好原油杂质的控制

因常减压蒸馏装置需要对多种类型的原油进行加工，且原油性质存在较大差异，则可通过调整原油掺炼比例控制原油硫含量、酸值、氯离子含量不超设防值的方式对装置的腐蚀程度进行控制，这也是常减压蒸馏装置工艺防腐工作中常用的一种方法。为了延长常减压蒸馏装置运行时间，可以通过不同比例原油掺炼后进行加工，进而对装置的腐蚀情况进行控制。另外在加工高酸原油的时候，为了降低环烷酸腐蚀，可在电脱盐工序中通过注碱的方式来改善后续环烷酸的腐蚀情况。另外可以通过在环烷酸腐蚀比较严重的部位加注高温缓蚀剂的方式来改善环烷酸腐蚀环境。

3.2 CTS技术应用

CTS技术是通过化学和电化学方法对不锈钢表面进行改性处理的技术。先通过化学方法使不锈钢表面形成蜂窝孔状结构，再通过电化学的方法将耐腐蚀和抗结焦的铬、钼、钯、硅等元素加入孔状结构内，使不锈钢表面形成致密的纳米膜。随着原油加工品种的变化以及硫含量的升高，常减压蒸馏装置的腐蚀问题日益增多，尤其是初馏塔和常压塔的顶部6层塔盘腐蚀格外严重，部分塔盘出现应力腐蚀开裂。采用CTS技术对塔盘进行材料表面处理后，塔盘连续5年正常稳定运行，腐蚀检查发现塔盘表面CTS膜层完好，其表面未见明显腐蚀。工业应用表明，经过CTS材料表面处理的塔内件具有良好的耐蚀性能和抗结焦性能，使用寿命明显延长。

3.3加热炉余热回收技术

通过对常减压蒸馏装置加热炉系统的运行研究，排烟温度一般维持在100-150℃之间。通过对低温热源的使用，可以提高空气冷却器以及水冷器的使用效果。但是在该设备的正常使用中，存在着低温余热资源浪费以及装置循环水用量大的问题，为了提高加热炉余热回收技术的使用效果，需要将节能技术的使用作为重点。通常情况下，加热炉余热回收技术包括：第一，在系统的上下游装置深度融合中，通过物料热直供系统的运用，采用热联合手段可以更好地降低系统运行能耗，实现系统节能降耗的使用目的。第二，在热媒水技术使用的过程中，通过热水站低温热水的统一回收，可以科学回收装置内的余热资源，对于这些热能而言，可以实现装置伴热、办公楼取暖的目的。第三，低温余热发电技术。对于这一节能技术而言，在加热炉余热回收系统节能运用中，通过循环方案的构建，可以实现热能向电能转化的目的。

3.4提高塔顶真空度

减压塔操作中，维持稳定的高真空度，是提高减压拔出率的基础。减压塔真空度采用多级蒸汽喷射泵的串接运行来获得，以蒸汽喷射泵为核心设备的抽真空系统主要受以下四方面因素影响：

（1）工作蒸汽的压力、温度及质量是影响抽真空系统操作的最主要因素。当蒸汽压力低于设计值时，蒸汽及冷却水量将随之增加，效率降低，能耗增大；而当蒸汽压力过高，蒸汽通过喉管后体积膨胀，阻碍气体抽出，塔顶压力升高。另一方面，当采用过热蒸汽时，蒸汽密度的降低量将会抵消蒸汽可用能量的增加值；若采用湿蒸汽，工作有效能不足。同时，蒸汽携带的水滴还会造成喷嘴的侵蚀和堵塞。

（2）在吸入压力维持稳定的条件下，冷却水的温度或流率未达到设计要求时，会直接影响系统塔顶真空度。冷却水水温和水量对抽真空系统的影响很大，我们通常在塔顶冷凝器前设置一级增压器，主要作用是提高塔顶馏出物和增压器工作蒸汽混合物的压力，使其能在常规冷却介质所能达到的冷却温度下冷凝。

(3)减压塔顶温度升高，气相负荷必然增大，塔顶冷却器冷量相对不足，冷后温度升高，导致真空度下降。

(4)减压塔顶油水分离罐水封被破坏，或者减压系统设备管线有泄漏，使得空气进入减压系统，增大了喷射器的负荷，致使真空度下降。

结束语

针对常减压装置运行末期出现常顶异常工况的分析，得出常压塔顶结盐造成塔盘开孔率降低影响常压塔的稳定操作，并通过停工检修期间对常压塔的联检验证了推论结果，最终通过调研增上常顶循除盐工艺。通过开工初期的运行数据，可以证明顶循除盐工艺能够有效降低顶循系统中盐垢和腐蚀产物，减轻了常压塔顶的腐蚀，对装置长周期运行打下了坚实的基础。

参考文献

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