常减压蒸馏装置工艺防腐应用及进展研究

李科(中国石油广西石化分公司，广西 钦州 535008)

1 石化常减压蒸馏装置

1.1 装置简介

常减压蒸馏内容物在经过预处理后，原油可以流经一系列的热交换器，并与蒸馏产物和温度较高的返回油进行热交换，随之产物进入一级蒸馏塔，在塔底原油继续换热反应，进入加热炉加热到一定温度之后，会再次进入下一层的蒸馏塔，这时候分离物质的方式是降低外部压力以降低分离物质的沸点[2]，故而油料可以从常压重油中蒸馏出来，在这个装置中，石油脑在塔顶产生，而柴油煤油等从侧线产生，塔底的产物一般是常压重油。如果重油继续在常压下蒸馏，重油中的胶质、沥青质和一些热不稳定成分将被裂解。因此，不再继续蒸馏，若要进一步处理常压重油必须在真空下蒸馏。

1.2 常减压蒸馏原理

在炼油厂的生产过程中，石油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，而通过不同流程的馏分区分，能够提取出多种燃料和润滑油，在原油分化过程中，可以分为烃类和非烃类。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，如清馏分重馏分或者近似纯产品。建立在不同油品的需求之上，能通过不同的工艺去除非理想的组份，通过常减压蒸馏装置能够完成此效果，同一种原油中硫分的干点，增加烃的含量会降低非烃类的含量增加，因此，通过加热塔顶的近段产生汽化现象，不平衡的气液两项经过蒸汽的冷凝和蒸发会逐渐达到之间的平衡。

1.3 常减压蒸馏装置的沿革和进展

常减压蒸馏装置的核心设备是分馏塔，分馏塔的质量直接影响到装置的建设运行性能，而为了获得更高的传输效率，采用微型阀提升流速，提升传播效率已经成为一个行业中的共同认识，原油经过脱盐脱水处理之后，提高到230 ℃，会进入一级蒸馏塔，进行完精馏之后，油气和未分开的原油一起进入常压塔，在常压的条件下会得到煤油、柴油和底部重油。如果只有顶部和底部产物的蒸馏段而没有提馏段，要想保证整体的效果，就需要保证加热的程度，过期化的程度一般在2%～4%左右，提升传热效率和降低压强就需要开发一些新的热交换器和冷却系统。常减压蒸馏装置中配有烟气余热回收系统，由空气预热器，对进入颅内的空气进行加热，并且冷却烟气热管是一个封闭的热管，外部有翅片，烟气和空气分别通过外部的蒸发段和冷凝段，在内部蒸发和冷凝过程中进行热交换[1]。

2 常减压蒸馏装置的腐蚀情况及问题分析

2.1 常减压蒸馏装置的腐蚀情况分析

早在20世纪20年代，人们就发现在原油蒸馏过程中，环烷酸引起设备腐蚀，主要原因是影响环烷酸腐蚀的因素很多，高温硫腐蚀往往与环烷酸腐蚀共同作用，使问题复杂化。研究表明，加工酸性重油的常减压蒸馏装置中，原油中的盐组成和硫化物与影响常压塔腐蚀的主要因素有关。加工酸性重油的常减压蒸馏装置，在加工酸性重油过程中仍存在环烷酸腐蚀，腐蚀介质主要是常压塔顶低温部分的HCl和H2S。

2.2 常减压蒸馏装置的腐蚀问题

2.2.1 低温部位腐蚀问题

(1)注入口附近腐蚀。常减压装置启动一年左右，常压塔顶部“三注”注入口下游区域往往会出现腐蚀区域位置减薄和穿孔等问题。在“三注入”注入口腐蚀减薄的问题较为常见。一方面，电脱盐操作整体上较为不稳定，而在脱盐之后，整体的含盐量高且存在较大的波动，这样会导致Cl-大量产生，导致塔顶氯化物腐蚀介质浓度高；另一方面，如果在注入口管道中存在不合理的设计问题，也会造成油气挥发线附近造成下部HCl-H2S-H2O腐蚀，对注入点周围碳钢产生较大的影响。

(2)304SS 膨胀节开裂。常压塔顶框架平台水平放置的伸缩缝材料为304，下方有数十处纵向裂纹和麻点，标高为伸缩缝槽内壁Φ0.5 mm以下。腐蚀的主要原因是304材料在110～140 ℃对硫化氢应力腐蚀不敏感，产生腐蚀依然是由腐蚀介质Cl-和H2S引起。

(3)空冷器腐蚀。空冷器管束内壁产生大量铁锈沉积物，管箱两端聚集大量腐蚀产物。空冷器管束腐蚀产物的化学成分主要是FeS。这是由材料选择不当引起的低温HCl-H2S-H2O腐蚀的典型部分。

2.2.2 高温部位腐蚀问题

(1)大气进料段腐蚀。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为2.5 mm/a。(2)减三线泵出口腐蚀。由于管道运行温度为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，装置管道腐蚀非常严重[3]。(3)出口弯头腐蚀。原油酸值长期超过设计值，导致高温环烷酸腐蚀和泄漏。(4)常压炉出口管道腐蚀。加热炉北侧底部出料管道的腐蚀减薄和断裂会导致物料泄漏。

3 常减压蒸馏装置的防腐措施分析

3.1 使用中和缓蚀剂延缓腐蚀

针对常减压蒸馏装置的防腐问题，正确选择缓蚀剂是必须要遵守的原则。常减压蒸馏装置自投入使用起，做好各类原油的加工，因为各类原油的加工所需要的反应不同，所以说在实际的操作过程中也更容易出现装备腐蚀的问题，为了解决该问题，在装置的减压塔塔顶中增加注水的工序，减缓腐蚀的发生，在水中加入适量的中和缓蚀剂，缓蚀剂通过塔顶注入，注入位置从传统水冷器口转化为挥发线，针对挥发线位置的材料，需转化为较厚的材质。因为在中和缓蚀剂工艺中添加了注水工序，所有具有控制pH值上涨的效果。在合理控制缓蚀剂量与水量的情况下，可以结合最小注水量并采用计算的方式得到实际需求量。一般情况下，可以利用脱盐罐控制氯离子含量，也可以对冲洗水中的氯离子浓度进行调整，在氯离子百分比浓度低于160的时候，可以有效缓解对常减压蒸馏装置的腐蚀压力。另外，在选择缓蚀剂的时候，以选择具有清洁效果的缓蚀剂为主，如氨基酸类的缓蚀剂，就具有易降解、无毒无害等特点。在单一缓蚀剂无法起到抗腐蚀效果的时候，可结合常减压蒸馏装置的实际情况联合使用多种缓蚀剂，期间需合理对缓蚀剂的使用量进行分配。

3.2 强化原油电脱盐技术的应用

在常减压蒸馏装置工艺的防腐中，除了使用缓蚀剂外，还需要加强原油电脱盐技术在防腐工作中的应用。常减压蒸馏装置在加工原油的过程中，如原油中含有过量水分，同时在脱盐罐容积不够的情况下，会使原油无法得到沉淀，在原油中水含量无法得到降低的情况下可能会导致冲塔事故的发生，因此有必要加强电脱盐技术的应用。首先可以利用增加电脱盐罐的方式促进电脱盐水平提升，其次在电脱盐技术的基础上利用交流变压器实现电脱盐，进一步调整原油沉淀周期，以延长沉淀周期的方式有效提高脱水率。针对混合阀与混合器的问题，对对其位置进行调整，并结合原油、水、破乳剂的配比强化脱盐效果[4]。

3.3 做好原油杂质的控制

如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，可以通过不同比例掺炼后进行加工，进而对装置的腐蚀情况进行控制。比如在加工高含酸原油的时候，为了避免环烷腐蚀的问情况，可在电脱盐工序后在原油管线上注入碱，通过这样的方式来达到防腐的效果。

4 结语

总而言之，常减压蒸馏装置的腐蚀问题是影响整体化工生产效能的重要问题，而在未来的研究中，也需要着重关注腐蚀产生的问题，并对防腐工艺进行了一定的探索与研究，加强整体的设备防腐，优化工艺提升整体的设备运行效果。