常減壓裝置煉制高硫原油防腐蝕措施探析

潘勇 （中海石油舟山石化有限公司 316015）

我國進(jìn)口的含硫原油的數(shù)量在近幾年呈現(xiàn)上升趨勢，這種情況令加工原油最先要使用的常減壓裝置承受了巨大的壓力。原油中含有的大量硫化物令常減壓裝置被以更快的速度腐蝕，不僅嚴(yán)重浪費(fèi)能源，降低設(shè)備的使用年限，而且埋下了災(zāi)害事故的隱患。因此負(fù)責(zé)石油煉制的相關(guān)企業(yè)有必要針對含硫原油的腐蝕機(jī)理增強(qiáng)常減壓裝置的耐腐蝕性，這樣才能令裝置長期穩(wěn)定的運(yùn)行，確保高溫高壓這種特殊環(huán)境下的工作安全。

一、高硫原油對常減壓裝置的腐蝕概述

高硫原油主要是指常壓重油，這種原油中含有的硫達(dá)到了原油總體硫含量的90%。在煉制這種原油時(shí)，會(huì)引起常減壓裝置腐蝕的情況主要包括如下5種。

1.HCL-H2S-H2O所造成的腐蝕

該腐蝕主要發(fā)生在低溫輕油的部位，發(fā)生原因是有水存在時(shí)各種氯鹽與少量硫酸鹽所生成的酸。

2.濕硫化氫所造成的腐蝕

在煉制高硫原油時(shí)，相當(dāng)一部分有機(jī)硫化物會(huì)在受熱的情況下分解，轉(zhuǎn)化生成硫化氫，一旦硫化氫碰到含水物流或者液相水就會(huì)營造出濕硫化氫環(huán)境，這種環(huán)境對設(shè)備的腐蝕性極大。

3.環(huán)烷酸所造成的腐蝕

高硫原油中往往含有一定量的環(huán)烷酸，這種有機(jī)酸同樣具備酸的通性。原油煉制時(shí)的高溫能直接令環(huán)烷酸腐蝕常減壓裝置中的鐵。

4.高溫硫所造成的腐蝕

高溫下的硫?qū)Τp壓裝置有直接的腐蝕作用，這種腐蝕現(xiàn)象可以發(fā)生在裝置的多個(gè)部位，包括轉(zhuǎn)油線、重油管線、加熱爐管、常壓塔的底部、減壓塔的下部等。

5.低溫?zé)煔馑斐傻母g

煉制原油時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定量的低溫?zé)煔?，這些煙氣由燃料中的硫產(chǎn)生，會(huì)腐蝕常減壓裝置中專門回收加熱爐產(chǎn)生的煙氣余熱的系統(tǒng)，腐蝕基本集中在其低溫露點(diǎn)部位，因此也稱為露點(diǎn)腐蝕。

二、常減壓裝置對高硫原油的防腐蝕措施

1.對原油的加工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化

硫與酸含量較高的重質(zhì)原油具有價(jià)格低廉的特點(diǎn)，但相應(yīng)的在煉制和加工上較為困難。因此應(yīng)對這類原油的加工工藝進(jìn)行有針對性的優(yōu)化，令煉制技術(shù)能夠跟油種配合起來，實(shí)現(xiàn)二者的高協(xié)調(diào)性，這樣就能大幅抑制高硫原油對設(shè)備的腐蝕。我國已經(jīng)制訂出了針對原油中酸和硫的控制指標(biāo)，以該指標(biāo)為基準(zhǔn)，優(yōu)化高硫原油的加工技術(shù)，可以將設(shè)備腐蝕現(xiàn)象控制在生產(chǎn)的源頭。具體來說，需要對催化原料和裂化原料的性質(zhì)加以改進(jìn)，同時(shí)令待加工原油中的硫含量得到降低。在煉制原油時(shí)要注意甄別原油雜質(zhì)的成分與含量，高硫原油與高酸原油應(yīng)避免混合煉制，因?yàn)榱蚺c酸混合時(shí)會(huì)發(fā)生共同效應(yīng)，令腐蝕作用加劇。原油的煉制方案應(yīng)從總體的角度加以確定，煉制前要先對油種進(jìn)行評價(jià)，確定其中雜質(zhì)的比例，以高硫原油來說，可以將其與低硫原油混合，只要控制好二者的混合比例，所煉原油的硫含量就能得到極大的降低。

2.對腐蝕的預(yù)防工藝進(jìn)行加強(qiáng)

高硫原油中比較常見的腐蝕物質(zhì)包括硫化氫、鹽酸、各種氯鹽等，針對這些物質(zhì)，可以在煉制時(shí)采用一些預(yù)防工藝來控制其對常減壓裝置的腐蝕。常用的防腐工藝包括被統(tǒng)稱為“一脫三注”的四類工藝，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，這四類工藝往往結(jié)合使用。

(1)深度脫鹽工藝

該工藝的主要目的在于脫除原油中的各種氯鹽，比如氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂等?？梢詫υ褪褂秒娒擕}技術(shù)，令這些氯鹽在受熱的情況下發(fā)生水解，氯鹽中的氯離子生成氯化氫氣體而揮發(fā)。該工藝通過這種手段降低了原油中的鹽酸含量，令稀鹽酸腐蝕設(shè)備的情況得到了緩解。

(2)中和劑注入工藝

通過注入堿性的氨將氯化氫氣體中和，使其生成中性的銨鹽，以此來減輕腐蝕。這種工藝所使用的中和劑通常為5%濃度的稀氨水，注入位置為塔頂?shù)挠蜌夤芫€，注入量需要以塔頂冷凝水的PH值為依據(jù)進(jìn)行調(diào)整，注意令PH值不要脫離7到8這個(gè)區(qū)間。實(shí)踐證明該措施的有效性很高。

(3)緩蝕劑注入工藝

緩蝕劑作為表面活性劑能夠防護(hù)與腐蝕物質(zhì)接觸的各個(gè)設(shè)備。因此，緩蝕劑通常要分兩部分注入，一部分于塔頂?shù)膿]發(fā)線處注入，能夠防護(hù)注入點(diǎn)后的眾多設(shè)備；另一部分于塔頂?shù)幕亓飨到y(tǒng)處注入，能夠?qū)λ攦?nèi)部加以防護(hù)。

(4)注水工藝

注水工藝的主要目的是對氯化銨進(jìn)行洗滌，注水位置為揮發(fā)線上。該工藝同時(shí)能調(diào)整塔頂?shù)穆饵c(diǎn)位置，減輕露點(diǎn)腐蝕，對冷凝設(shè)備加以保護(hù)。

3.對裝置的制造材料進(jìn)行優(yōu)選

為了令常減壓裝置能夠獲得更好的耐腐蝕性能，有必要針對造成其腐蝕的因素來選擇最適合的制造材料。舉例來說，高溫部位接觸環(huán)烷酸較多，低溫部位接觸H CL-H 2 S-H 2 O較多，因此兩個(gè)部位的選材也應(yīng)有所差異，分別選用對應(yīng)的耐腐蝕材料，以低溫部位為例，可以選用含鉻的雙相不銹鋼，因?yàn)槠鋵 CLH 2 S-H 2 O有非常好的耐蝕性。

結(jié)語

從近幾年的原油煉制情況來看，原油的酸值與硫含量都呈現(xiàn)了上升趨勢，這令各個(gè)煉化企業(yè)越來越重視防腐蝕措施。在實(shí)際的防腐工作中，技術(shù)工藝的創(chuàng)新與進(jìn)步是關(guān)鍵，將最新的防腐技術(shù)應(yīng)用到高硫原油的煉制過程中，一方面降低原油中硫化物與鹽的含量，另一方面提高常減壓裝置自身的抗腐蝕性能，雙管齊下，令腐蝕所造成的危害得到最大限度的抑制，這樣才能實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，令經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效能得到共同的提高。

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