化工装置减压蒸馏塔腐蚀现状与防腐策略
常减压蒸馏装置环烷酸腐蚀及防治对策
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第４ １ 卷第 １ ３期
２ ０ １ ３年 ７月
广
州
化
工
Ｖｏ １ ． ４１ Ｎｏ ．１ ３
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常减 压 蒸馏 装 置环 烷 酸 腐蚀 及 防治 对 策
李 文 红
（ 中石化 股份 有 限公 司武汉分公 司，湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ８ ２ ）
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常减压塔腐蚀状况及防腐蚀对策
常减压塔腐蚀状况及防腐蚀对策摘要：大部分进口原油均是含硫、高硫原油和高酸原油。
由于长期加工该种原油，严重影响常减压蒸馏装置设备的正常运行，许多装置因腐蚀减薄而引起泄露、火灾或非计划停工，特别是高温部位尤其严重，直接威胁着常减压蒸馏装置的安全生产，对长周期运行造成极大的隐患。
因此需要加强对常减压塔腐蚀状况及防腐蚀对策分析。
关键词：减压塔；腐蚀因素；防腐对策前言常减压蒸馏装置是对原油进行蒸馏加工的装置，利用原油混合物中汽油、煤油、柴油、蜡油、渣油等物质沸点的不同，将其分离，并提供给二次加工装置。
因此，常减压蒸馏装置的处理量往往也代表着炼油厂的处理量，在炼油厂中处于至关重要的位置。
近年来，原油的劣质化让国内炼油厂加工高硫高酸原油的比例越来越大，使得常减压蒸馏装置的腐蚀问题日益突出，严重影响了常减压蒸馏装置乃至整个炼油厂的长周期安全稳定运行。
对设备进行腐蚀调查，并将调查结果汇总后进行分析，以便于设备的日常维护与定期检修，并给本领域技术人员提供参考。
1常减压塔概述1.1常减压塔的原理常减压塔的工作原理基于物理学中的节流原理和相分离原理。
当高压气体或流体通过减压阀进入减压塔内部时，流体经过节流装置，使其速度增加，而压力则降低。
随着流体的流速增加，其动能增大，从而减小了静压能，实现了压力的降低。
在减压塔内部，由于压力的降低，液相和气相发生相分离作用，液相被留在塔底，气相则从塔顶排出。
1.2常减压塔的结构组成（1）塔体：常减压塔通常采用立式圆筒形结构，具有足够的强度和密封性。
塔体内部设有塔板，用于引导流体进行分离。
（2）塔板：位于常减压塔内的水平平台，通过塔板上的孔洞来引导和分离流体。
常见的塔板类型有穿孔板、筛板等。
（3）减压阀：常减压塔中的减压阀用于限制流体进入塔体的流速，并实现压力的降低。
减压阀可以采用多种类型，如活塞式、膜片式等。
（4）进料装置：用于将高压气体或流体引入常减压塔内，通常由进料管道、阀门和控制系统组成。
常减压蒸馏装置腐蚀与防护
常减压蒸馏装置腐蚀与防护摘要：原油中含有大量的盐、含硫化合物及酸性物质，对常减压装置产生严重的腐蚀。
本文通过对蒸馏装置减压塔的腐蚀分析，提出针对这种腐蚀情况的防护措施。
关键词：减压塔环烷酸腐蚀电偶腐蚀在线监测技术一、概述原油中含有大量的盐、含硫化合物及酸性物质，会对常减压装置产生严重的腐蚀。
在2012年某石化公司大检修过程中发现蒸馏装置减压塔塔体发现了严重腐蚀穿孔。
减二线、减三线塔体环焊缝出现严重腐蚀，减三线的环焊缝出现两段深度大于10mm的腐蚀沟槽和三处处于同一水平高度的衬里腐蚀穿孔现象；塔内有300多处焊缝出现焊接质量问题，出现不同程度的咬边，表面裂纹问题。
二、常减压蒸馏装置简介常压蒸馏就是在常压下对原油进行加热气化分馏和冷凝，原油经过常压蒸馏可分馏出汽油、煤油、柴油馏分。
减压蒸馏就是原料经加热后,在一定的真空度下使更高沸点的烃类气化分馏再冷凝，将常压塔底油进行减压蒸馏,得到的馏分视其原油性质或加工方案不同,可以作裂化原料或润滑油原料,也可以作乙烯裂解原料。
三、腐蚀检测结果1.超声波测厚通过超声波测厚数据来看，塔除了两个腐蚀穿孔外，其余部分的厚度均在14.5mm左右。
2.焊缝焊接质量检测通过检测可知，焊缝焊接问题主要集中在焊条使用错误，焊缝气孔、咬边、和表面裂纹。
3.材质分析通过对焊缝和塔体的材质检测可知：塔体的材质是316l，塔体内部的焊缝除了一部分焊条使用错误外，其余大部分的焊缝材质也是316l。
4.无损检测通过对焊缝的检测发现，焊缝出现大面积的气孔、夹杂、未熔合，未焊透现象，焊接质量存在很大的问题，这就为后来的腐蚀提供了埋下了很大的隐患。
5.电极电位测试通过对塔体，焊缝和填料的检测可知：填料未经打磨时电位：旧填料0.260v,新填料为0.220v；填料经打磨后的电位为—0.06v；焊缝（减二线）电位：—0.045v（1#试样清洁前），—0.003v（2#试样清洁前），—0.083v（1#试样清洁后），—0.012v（2#试样清洁后）。
常减压蒸馏装置腐蚀原因及防腐措施探析
工艺与设备2019·05176Modern Chemical Research当代化工研究等进行监控，明确其不同阶段运行过程中出现的问题和应当采取的解决措施，在此基础上确定合理的机电设备启动时间点，提高机电设备启动和关闭的效率。
在该方式下，煤矿机电设备运行过程中产生的空运行现象等明显减少，系统整体的电力支出也得到了控制，对保证煤矿生产的整体工作质量，降低设备运行过程中的能耗支出，提高其整体运行效率等具有重要意义，煤矿节能降耗的生产目标也得以实现。
(3)应用变频节能技术优化节能效率就当前来说，主要将变频节能技术应用于煤矿的采煤机、胶带运输机和矿井提升机以及通风机等设备上，可以取得相对不错的节能效果。
通过在采煤机上应用变频节能技术，利用变频器等设备可以调控采煤机的运行速度，当施工难度相对较大时，采煤机的工作速度自然会提高，其施工的安全性也得到了控制，对推动后续各项工作以合理方式开展等具有重要意义。
而在煤矿风机运行过程中，相关单位可以及时使用变频器来调节不同区域的风机运行速度，及时进行更新调整，保障风机正常运行，减少其运行过程中因为功率过大等产生的损失，保障其整体工作质量。
另一方面，应用变频节能技术对风机的功率等进行控制，使其自动调整工作模式，对保障其整体的工作质量等也具有重要意义。
胶带输送机在运行过程中也会使用变频节能技术来进行工作调控，当输送机的运输任务相对较少时，变频器会自动调整输送机的运行速度和运行功率，减少在此过程中的电能支出。
当出现设备磨损等现象时，应用该技术也会自动对其运行状态等进行调控，继而减少此过程中产生的电流损耗，对减轻此过程中的设备磨损等具有重要意义。
最后，矿井提升机运行过程中也会应用变频节能技术来开展操作，通过设置不同类型的物品提升速度方式等，使得矿井提升机在运输货物和人群时可以保持不同的速度，减少因为突然提速等对相关物品和工作人员等造成的影响，其控制的精确度明显提高。
1000万吨常减压蒸馏装置腐蚀及防腐
1000万吨/年常减压蒸馏联合装置设备的腐蚀及防护概述就像运动是绝对的，静止是相对的一样，腐蚀现象是时时刻刻发生的。
防腐措施只能起到监控和减缓的作用，但绝对不能从根本上完全杜绝腐蚀的发生。
1.常减压蒸馏装置的主要腐蚀类型及防护1）低温(≤150℃)轻油部位HCl-H2S-H2O腐蚀：腐蚀部位主要是初馏塔、常压塔上部五层塔盘（降液管及受液盘）、塔体及部分挥发线。
初馏塔、常压塔顶冷凝冷却系统、减压塔部分挥发线和冷凝冷却系统及酸性水部分的腐蚀。
HCl+H2O→2HCl·H2O2HCl+Fe→FeCl2 +H2↑FeCl2+H2S→FeS+2HCl防护措施：电脱盐、塔顶注缓蚀剂（或中和剂）、塔顶注水，塔顶设备材质升级。
初馏塔选材初馏塔壳体主体材料为16MnR顶部约五层塔盘高的筒体选用16MnR+Alloy400(包括顶封头)顶部五层塔盘的材质选用Alloy400（抗酸腐蚀性能较好）其余塔内件材料为0Cr13常压塔选材壳体材料根据介质在不同的温度下的不同的腐蚀机理和腐蚀速率分别选用16MnR+0Cr13A1、16MnR+304L、16MnR+316L，塔内件材料亦分别选用0Cr13、304L（304不锈钢成分为0Cr18Ni9 C <0.1 Cr 18% Ni9%）、316L（316的不锈钢成分为0Cr17Ni12Mo2 C <0.1 Cr 17% Ni12% Mo2%） 2) 高温硫化物、环烷酸腐蚀及冲腐腐蚀部位主要是240～400℃与原油、馏分油接触的设备与管道。
Fe+S→FeSFe+2RCOOH→Fe(RCOO)2+ H2↑Fe+ H2S→FeS+H2↑FeS+2RCOOH→Fe(RCOO)2+H2S环烷酸腐蚀的特点：（1）220℃时，环烷酸腐蚀已开始，随着温度的升高腐蚀加剧；（2）270～280℃时环烷酸腐蚀较剧烈，以后随温度的上升而逐渐减弱；（3）280～380℃时环烷酸腐蚀急剧增加。
常减压蒸馏装置防腐蚀措施
常减压蒸馏装置防腐蚀措施摘要：为了能够缓解常减压蒸馏装置腐蚀速率，提高生产企业的经济效益。
本文对常减压蒸馏装置防腐蚀措施进行了探讨。
关键词：常减压蒸馏装置；防腐蚀；措施1常减压蒸馏常压蒸馏和减压蒸馏习惯上合称常减压蒸馏，常减压蒸馏基本属物理过程。
原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品（称为馏分），这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂，相当大的部分是后续加工装置的原料，因此，常减压蒸馏又被称为原油的一次加工。
包括三个工序：原油的脱盐、脱水；常压蒸馏；减压蒸馏。
2常减压蒸馏装置腐蚀的原因2.1高温硫造成的腐蚀当常减压蒸馏装置中的温度超过240℃之后，在部分的油品中就会存在硫化氢、硫醇等物质，这些物质将会导致装置出现不同程度的腐蚀。
在常减压塔的底部以及换热器的中部会出现不同程度的腐蚀情况。
就腐蚀机理方面的分析可以发现，主要是在装置发生反应的过程中会存在不同程度的硫化氢与金属直接接触造成一定的局部腐蚀，对腐蚀的部分经过测试可以发现，存在硫化铁等物质。
通过进一步的研究可以发现，发生腐蚀的原因在于局部的酸性比较强，另一方面由于温度等因素的影响，腐蚀率也会升高。
通过实验进一步分析可以发现，当温度在120℃以下的时候，非活性硫化物比较难分解，因此可以通过在介质中控制水分的含量，有效抑制腐蚀问题。
但是随着温度的升高，高温硫腐蚀的情况也会变得更加严重。
腐蚀速度在起初时会相对稳定，由于腐蚀速率的加快，会形成保护膜，降低腐蚀速度。
之后由于介质的流动性增强，腐蚀的保护膜就会被破坏，腐蚀速率就会再次增加。
因此，流体的流速也是影响局部腐蚀的重要原因。
2.2环烷酸腐蚀环烷酸是石油原油中的一种常见的成分，是有机酸的一种。
通过相关的技术研究可以发现这种物质对装备会造成一定的腐蚀。
由于不同区域的原有品质存在差异，因此环烷酸的占比也各不相同。
在原油加工的过程中，环烷酸的存在会增加环境的酸性，因此对设备造成腐蚀情况。
在具体反应中，腐蚀的程度与装备的抗腐蚀性能以及环烷酸的组分和比例都有关系。
常减压蒸馏装置腐蚀与防护
常减压蒸馏装置腐蚀与防护随着社会的发展，石油需求量越来越大，炼油厂的工作量随之猛增，这对常减压蒸馏装置带去了极大的挑战。
加工高硫原油导致常减压蒸馏装置的防腐工作难度增大，而裝置的防护与企业经济效益息息相关。
本文对常减压蒸馏装置的腐蚀与防护进行了探讨，阐述了硫腐蚀特点、机理，装置腐蚀情况、原因，并对防护措施提出了建议。
标签：常减压蒸馏装置；装置腐蚀；防护措施石油需求量迅速增长导致中国进口原油量不断增加，这使相当一部分的炼油厂面临着加工高硫原油的问题。
原料硫含量的提高和大幅波动使装置腐蚀问题更加严重，为此，研究硫腐蚀的特点、机理，分析装置腐蚀情况、腐蚀原因，有针对性的制定防护措施是企业必须重视的工作内容，具有很重要的现实意义。
1 硫腐蚀特点及其机理1.1 腐蚀特点原油中所含的硫分有两种，一种是活性硫，能通过直接与金属作用而腐蚀装置，如硫化氢；一种是非活性硫，不能直接作用于金属，但可以在高温高压等条件下转化为活性硫。
原油中硫分对炼油装置的腐蚀作用存在于炼油的整个过程。
原油硫含量与其对装置的腐蚀度之间对应关系并不精确，腐蚀度主要取决于硫分的种类、含量、稳定性。
对装置有腐蚀作用的硫分是单质硫等活性硫，原油中活性硫的含量与装置腐蚀强度成正比，但油中非活性硫在容易转化成活性硫的环境下也会严重腐蚀装置。
硫腐蚀的腐蚀对象多，腐蚀环境多元，硫分之间的转化复杂，增加了防护工作难度。
1.2 腐蚀机理如果将原油加热温度作为划分标准，常减压蒸馏过程可分为220～240℃、355～365℃、390～400℃三个阶段。
第一阶段发生在初馏塔，第二阶段在常压塔进行，这两个阶段中原油中存在硫化氢、氯化氢、水蒸气，发生硫化氢—水蒸气—氯化氢型腐蚀；第三阶段在减压塔中进行，温度升至400℃左右，油中非活性硫分解，活性硫含量增加，装置腐蚀更加严重。
即低温部位装置腐蚀类型为硫化氢—水蒸气—氯化氢型，高温部位发生的腐蚀则主要为活性硫造成的腐蚀。
减压塔腐蚀状况及防腐蚀对策
减压塔腐蚀状况及防腐蚀对策商颜芳【摘要】The corrosion in vacuum distillation tower was analyzed in respect of corrosion mechanisms of naphthenic acid, impact factors and tower operating conditions. It was concluded that the naphthenic acid corrosion was caused by higher velocity of oil vapor due to smaller vacuum tower diameter, multi - phase flow and increasing TAN in crude oil processed. Installation of plate on the internal wall of the tower, reduction of processing capacity, monitoring of unit operation and replacement of the tower at a proper time are recommended to protect the corrosion.%从环烷酸的腐蚀机理、影响因素及减压塔实际运行情况等方面进行了分析，认为减压塔多次改造后塔径一直未变导致油气流速过高、油气处于多项流态和酸值逐年升高等因素导致减压塔发生环烷酸腐蚀。
针对生产实际情况提出了塔内壁贴板、降低加工量、运行监测和择机更换新塔等相应的防腐措施。
【期刊名称】《石油化工腐蚀与防护》【年(卷),期】2011(028)006【总页数】4页(P21-24)【关键词】减压塔;环烷酸;腐蚀;贴板;消氢【作者】商颜芳【作者单位】中国石油化工股份有限公司济南分公司,山东济南250101【正文语种】中文【中图分类】TE986中国石油化工股份有限公司济南分公司常减压蒸馏装置的减压塔为润滑油型全填料塔,1991年建设安装并于 1992年 5月投用,最初的设计能力为配套 1.5 Mt/a常压装置,是按生产润滑油原料设计的,运行至今常减压蒸馏装置经过四次扩能改造,由原来的 1.5Mt/a扩能到 5Mt/a的加工能力,减压塔处理量达到 2 Mt/a,但每次只是对塔内件的结构和形式进行改造,塔体尺寸保持不变;塔体材质情况为最初顶部约 5.5 m高Φ3400mm的塔体为 20R,以下为 20R+0Cr19Ni9复合板;2007年检修期间对塔顶约 5.5 m的塔体进行了材质升级,更换为 20R+0Cr13,其它部位未动。
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化工装置减压蒸馏塔腐蚀现状与防腐策略
作者：白泽兆
来源：《西部论丛》2018年第12期
摘要：随着我国现代化进程的不断推进，石油化工在我国工业领域拥有着举足轻重的地位。
而减压蒸馏塔作为石油减压蒸馏过程中的不可或缺的设备之一，它的腐蚀会引发巨大的安全和质量问题。
因此如何采取有效的措施去应对减压蒸馏塔的腐蚀，降低蒸馏塔的维护成本，延长减压蒸馏塔的使用寿命是本文的重点。
关键词：常减压蒸馏塔常减压蒸馏塔腐蚀原理常减压蒸馏塔防腐措施
1前言
原油中硫含量高是我国石油的一大特点，但这一特点也导致石油在减压蒸馏过程中会对反应器产生腐蚀。
因此如何采取防腐措施，减少因腐蚀造成的损失成为了这一领域研究人员的重点。
2常减压蒸馏塔的腐蚀现象
2.1硫腐蚀
对常减压蒸馏塔而言，硫腐蚀可根据反应时的外界温度和腐蚀部位分为高温和低温两种。
低温硫腐蚀主要发生在常减压蒸馏塔的常减压装置以及常减压蒸馏塔的冷凝冷却系统上。
发生低温硫腐蚀的外界温度通常低于120℃，具体表现为硫化氢溶于水后形成的腐蚀性液体（或湿硫化氢气体）与管道器壁反应，不仅会造成均匀腐蚀，还会引起钢材的腐蚀开裂。
高温硫腐蚀主要是由二硫醚、硫醇、硫化氢三种硫化物在大于240℃的温度下分解产生的活性硫造成的。
分解产生的活性硫会和器壁金属发生反应，生成硫化物，造成器壁腐蚀。
而且根据实验数据所得，这些硫化物在200℃—400℃时的反应活性最高。
原油中的活性硫主要是硫化氢和硫单质；它们都是由原油中的有机硫化物在高温条件下反应生成。
因此高温硫腐蚀的反应活性不仅与原油中的硫总含量和活性硫的含量有关，还与管道的温度（高温促进活性硫生成）以及管道中物质的流动速率有关（因为高流动速率会使保护膜更容易脱落）。
2.2高温环烷酸腐蚀环烷酸是指原油中所有的含有脂的芳香族羧酸。
这一成分的组成和含量与原油产地有很大关系，不同的原油产地往往有着较明显的差异。
环烷酸本身不会与金属器壁反应。
但是当容器内温度达到350℃以上时，硫化氢会发生分解，生成氢气和具有极高反应活性的活性硫。
随后活性硫会与管道器壁反应生成硫化物保护膜，阻止腐蚀的进一步进行。
但如果环境中有环烷酸的存在，环烷酸就会溶解掉前一反应形成的硫化物保护膜，使得器壁再次与硫反应生成硫化物并形成恶性循环，不断腐蚀金属器壁。
而且随着温度升高，活性硫的反应
活性会不断增强，当装置内温度高于425℃后，活性硫的腐蚀速率达到最快。
但当容器内温度达到500℃后，硫化氢分解趋于完全，此时设备腐蚀主要因素是高温氧化腐蚀。
2.3电偶腐蚀产生电偶腐蚀的条件是：有两种电腐蚀电位不同的金属产生了电接触而且存在与这两种金属都有着电接触的电解质溶液。
当满足了这两个电腐蚀产生条件后，电位较负的金属会因为形成原电池而加速腐蚀。
电偶腐蚀的速率主要取决于以下三点：①金属间的电位差②腐蚀介质的理化性质③腐蚀产生的产物
3应对常减压蒸馏塔腐蚀的措施
3.1加强检测加强对设备的在线监测，目前大部分企业采用的在线检测方法为电感法和电阻法，它们的主要用途都是在设备运转时可以对设备的腐蚀与破坏因素进行实时检测。
具体化就是对设备中的冷凝水进行理化分析，根据其中的pH值，Cl-和H2S含量等数据间接得推测设备内部的腐蚀情况。
因此，预防低温腐蚀时应主要监控减压塔顶，预防高温腐蚀则应监控减压转油线和减压炉辐射室炉管。
除此之外，还应定期对可能出现腐蚀情况的部位进行调查以预防因腐蚀而造成的安全问题，并对原料油品质进行预检测，在监控中做到提前预警。
3.2设备材料升级和结构优化针对容易发生高温腐蚀的区域，如管线和减压塔顶进行材料的升级，多采用含有铬钼等元素的耐腐蚀复合材料，结合企业自身寿命需求、设备腐蚀现状等客观条件进行材料升级。
在设计设备结构时要注意避免位于高温环烷酸-硫腐蚀区域的设备和管线有漩涡或冲击性的设计，尽量磨平焊接裂缝，减少湍流的产生。
若要针对电偶腐蚀，则应当从金属间电绝缘入手和避免单点或小面积腐蚀为主。
因此设计时应当使正电极电位金属面积最小化、负电极电位金属面积最大化，或者让有着相接触的金属间的介质电阻达到最大，甚至达到金属间电绝缘；如果均无法满足，也可以选择通过外加电极材料以保护负电位金属不受腐蚀。
3.3操作工艺的改进
改进“一脱三注”工艺是防止低温轻油部分器壁腐蚀的最好办法。
改进“一脱三注”工艺首先要做好的就是加强电脱盐的管理和优化，避免因为原油品质的变化而造成电脱盐操作困难。
建立电脱盐运行数据库结合企业自身原油来源进行有计划的分析研究，以便于应对各种不同原油加工方案。
在控制高温环烷酸-硫腐蚀时，还可以通过对原油的调和来改变原油酸度和含硫量，有必要时还可以采用加入碱液来调节酸度，但这种方法需要大量的碱液，不仅利于降低生产成本还有可能对装置产生损伤。
4.结语
原油加工过程中，常减压蒸馏塔作为其中的核心设备，它的机械寿命，不仅仅会影响到生产活动的安全性，还会影响到企业的经济利益。
所以应当根据企业自身的生产状况来选择相应
的防腐策略。
我在上述问题的分析和研究中提出了个人的理解和建议，希望可以通过这些分析建议提高减压蒸馏塔的工作条件和工作水平。
参考文献：
[1] 刘志民，田刚. 加工高硫高酸原油常减压蒸馏装置的腐蚀与防护[J]. 石油化工腐蚀与防护， 2012， 29（4）：28-30.
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[3] 马红杰，殷悦，赵敏. 蒸馏装置的硫腐蚀及防护[J]. 石油化工设备技术， 2015（2）：35-38.
作者简介：白泽兆（1998.2.26—）男，汉族，籍贯：山西省阳泉市，学历：本科在读，研究方向：化学工程。