常減壓裝置的硫腐蝕與防護(hù)

1、常減壓裝置的硫腐蝕與防護(hù)邢云松中石化青島石油化工有限責(zé)任公司（青島266043）摘要分析了硫腐蝕的機(jī)理和原因，結(jié)合青島石油化工有限責(zé)任公司常減壓蒸餾裝置近年來(lái)加工進(jìn)口含硫原油的典型腐蝕事例，介紹了目前所采用的腐蝕的控制方法，并提出了今后的防護(hù)建議。主題詞蒸餾裝置腐蝕控制建議1常減壓裝置及硫腐蝕概述青島石油化工廠常減壓蒸餾裝置始建于1991年，設(shè)計(jì)加工規(guī)模為1.5Mta，主體設(shè)備按2.5Mta制造。2001年進(jìn)行了適應(yīng)性改造，改造后加工規(guī)

2、模達(dá)到2.5Mta。2000年之前，裝置加工原油為東黃管輸油（勝利原油），硫含量為0.73%～1.00%屬中含硫原油。自2000年7月后，由于勝利原油改走魯寧管線，東黃管線改由黃島向齊魯石化煉油廠輸送進(jìn)口原油以及海洋油，我廠也開(kāi)始改為加工進(jìn)口原油和海洋油。表1列出了我廠近年加工的部分原油及其含硫量。從表1可以看出我廠近年加工量較大的阿曼原油和勝利原油的含硫量較高其他摻煉油種含硫量較低，因此裝置的硫腐蝕問(wèn)題比較嚴(yán)重。在原油加工過(guò)程中，硫化

3、物腐蝕不是孤立存在的。硫和無(wú)機(jī)鹽、環(huán)烷酸、氮化物、水、氫、氨等其他腐蝕性介質(zhì)共同作用，形成多種復(fù)雜的腐蝕環(huán)境。原油中存在的H2S以及有機(jī)硫化物在不同條件下逐步分解生成H2S，與原油加工過(guò)程中生成的腐蝕性介質(zhì)（如HCL、NH3等）并存，使其腐蝕部位和類型更加復(fù)雜化。在常減壓裝置中主要存在低溫、高溫兩種腐蝕類型。表1原油名稱及含硫量2常見(jiàn)硫腐蝕類型分析2.1低溫輕油部分的腐蝕環(huán)境低溫硫腐蝕即HCl＋H2S＋H2O型腐蝕環(huán)境，這種腐蝕環(huán)境主要

4、存在于常減壓蒸餾裝置塔頂系統(tǒng)和溫度低于150℃的部位，如常壓塔、初餾塔、減壓塔頂部的塔體、塔板或填料以及塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)。一般氣相部位腐蝕較輕，液相部位腐蝕較重，氣液相變部位即露點(diǎn)部位最為嚴(yán)重。低溫輕油濕硫化氫腐蝕機(jī)理是：a)硫化氫介質(zhì)中發(fā)生的反應(yīng)H2S→HHS→2HS2b)鋼在硫化氫的水溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)陽(yáng)極過(guò)程：Fe→Fe22eFe2S2→FeS陰極過(guò)程：2H2e→2H（滲透到鋼材中）介質(zhì)中存在著復(fù)雜的離子，材料表面產(chǎn)生復(fù)雜的腐蝕

5、產(chǎn)物，因此硫化物腐蝕的機(jī)理是非常復(fù)雜的，不同的腐蝕情況有不同的機(jī)理，而且有些機(jī)理還沒(méi)有統(tǒng)一的解釋。硫化氫的腐蝕反應(yīng)式為：2Fe2H2SO2→2FeS2H204Fe6H2S3O2→2Fe2S36H2OH2S2O2→H2SO4從上述反應(yīng)過(guò)程可知，硫化氫在有水共存時(shí)對(duì)碳鋼設(shè)備可以形成兩方面的腐蝕：UC（均勻腐蝕）、PC（點(diǎn)蝕）和濕硫化氫應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。2.2高溫下硫化物的腐蝕環(huán)境高溫含硫化合物的腐蝕環(huán)境是指240℃以上的重油部位硫、H2S和硫醇

6、形成的腐蝕環(huán)境，即SH2SRSH（硫醇）型腐蝕。典型的高溫含硫化合物腐蝕環(huán)境存在于常減壓蒸餾裝置常減壓塔的下部和塔底管道，常壓渣油和減壓渣油部位及其相應(yīng)的底部管線、原油名稱含硫量，%原油名稱含硫量，%阿曼油1.1惠州油0.03卡賓達(dá)油0.22勝利油0.77海南西江油0.1陸豐油0.11越南白虎油0.1大慶油0.1米納斯油0.01奧嘟嘟油0.121999年檢修時(shí)測(cè)厚大部分厚度為3.5mm左右，至2000年腐蝕穿孔，其平均腐蝕速率接近1.7

7、mma。該處塔盤(pán)腐蝕嚴(yán)重的事例說(shuō)明，在存在低溫硫腐蝕，即HCl＋H2S＋H2O型腐蝕環(huán)境下，液相部位腐蝕較重，氣液相變部位即露點(diǎn)部位最為嚴(yán)重。同時(shí)，2000年6月檢修前的一段時(shí)間內(nèi)，由于勝利原油摻煉海洋原油及一些品質(zhì)較差的其他原油，造成電脫鹽操作不正常，原油乳化嚴(yán)重，脫后含鹽長(zhǎng)時(shí)間超標(biāo)，從而使該處的硫腐蝕加劇。4.3常頂換熱器管箱筋板腐蝕穿孔2000年檢修發(fā)現(xiàn)，常頂換熱器兩臺(tái)（編號(hào)H112，H211）管箱筋板在入口管正下方處腐蝕出一個(gè)直

8、徑近150mm的大孔。車間會(huì)同有關(guān)處室研究決定補(bǔ)板后繼續(xù)使用。2001年檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)原補(bǔ)板處邊緣又發(fā)生腐蝕穿孔現(xiàn)象。由于常頂四臺(tái)換熱器在本次檢修改造中屬于利舊，因此將4臺(tái)換熱器管箱筋板予以更換，并且在汽相入口下方補(bǔ)焊一塊300mm300mm厚度為8mm的A3鋼板。常頂換熱器的事例說(shuō)明，低溫硫腐蝕存在的情況下，同時(shí)有沖蝕發(fā)生時(shí)，腐蝕速率十分快速。5硫腐蝕防護(hù)的幾點(diǎn)建議a)加強(qiáng)電脫鹽的操作，使脫后含鹽保持在5mgL以下。同時(shí)針對(duì)不同的原油品種

9、，篩選有效的破乳劑以降低脫后含鹽。目前，我廠加工的原油品種近20種，而破乳劑的型號(hào)不過(guò)三種，已不能滿足生產(chǎn)的需要。b)煉油裝置在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮原油硫含量的不均勻性所帶來(lái)的影響，應(yīng)按照裝置所加工的原油品種中最苛刻硫含量條件選用設(shè)備管線的材質(zhì)。設(shè)計(jì)選材應(yīng)根據(jù)中石化下發(fā)的加工高硫原油的管線升級(jí)的有關(guān)規(guī)定，同時(shí)考慮設(shè)備管線的防腐措施及安全措施。c)使設(shè)備結(jié)構(gòu)盡量完善，要避免熱應(yīng)力、液體停滯或局部過(guò)熱，在設(shè)備結(jié)構(gòu)上要使介質(zhì)均勻流動(dòng)和分配，減少渦流

10、和縫隙，管線布置要合理，減少流向劇變和形成低壓區(qū)，防止沖蝕。同時(shí)落實(shí)設(shè)備管線防腐，加大檢測(cè)和事故前檢修力度和頻度。d)加強(qiáng)在線腐蝕監(jiān)測(cè)，做好腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)、腐蝕檔案以及對(duì)腐蝕失效案例的分析，落實(shí)煉油裝置設(shè)備管道的防腐措施，也是做好含硫原油加工硫化物腐蝕與防護(hù)工作很重要的一些方面，在實(shí)際工作中都應(yīng)引起足夠重視。目前，常減壓車間在高溫（320℃以上）部位的測(cè)厚工作因測(cè)厚儀和藕合劑的原因尚無(wú)法開(kāi)展。今后應(yīng)考慮高溫部位測(cè)厚技術(shù)和設(shè)備。e)從源頭抓