高酸值原油加工方案探讨

摘要：本文主要介绍了高酸值原油的特点、腐蚀机理，并分析了加工高酸值原油的措施。

关键词：高酸值原油 腐蚀机理 影响因素 对策

中图分类号：O346.2+1

随着石油资源的减少，加工难度较大的高酸值原油所占的比重将越来越大，我国也相继开发了一些大型高酸值原油油田，如蓬莱19-3油田、新疆油田等。但如何加工高酸值原油是炼油工作者必须面对的一个挑战。

一、高酸值原油的性质：

按原油的习惯分类方法，原油总酸值（TAN）小于0.5mgKOH/g为低酸原油，TAN大于0.5mgKOH/g为含酸原油，TAN大于1.0mgKOH/g为高酸值原油。高酸值原油主要特点是密度高、酸值高、重金属含量高、胶质含量高、粘度较大，较难加工。

二、高酸值原油的腐蚀机理

原油的酸值高主要是由于原油中含有大量的环烷酸。在原油的加工过程中，在适当的温度等条件下，环烷酸与金属反应，从而造成设备的腐蚀。

1.环烷酸的存在形态

环烷酸主要是环烷基直链羧酸，具有普通有机酸的全部化学性质。在蒸馏过程中，根据沸点不同在设备的不同部位富集，从而造成该部位的腐蚀。

环烷酸的腐蚀具有鲜明的特征，腐蚀部位有尖锐的空洞，在高流速区有明显的流线槽。由于环烷酸具有这种特殊的腐蚀形态，容易造成设备局部腐蚀，日常监测难以发现，所以特别危险。

3.环烷酸在原油中的分布及腐蚀规律。

从高酸值原油的评价数据中可以看出，环烷酸主要集中在大于2300C的馏份中，并随馏程的变重而增加，酸值在3200C～4500C范围内达到最高值。在原油蒸馏过程中，环烷酸主要分布在柴油、蜡油、渣油中，而在蜡油中浓度达到最高值。

根据环烷酸在原油中的分布数据，可以推测常减压装置中环烷酸腐蚀可能发生在常压、减压蒸馏装置中，但减压蒸馏装置中更普遍、更严重。根据分析数据预计腐蚀可能发生的设备主要有：常减压炉管U型弯头和转油线，常二线及常二中附近塔盘、塔壁和抽出管线，减压二线、三线塔盘、集油箱、塔壁和抽出管线，减压塔顶空冷器，侧线换热器，减压侧线热油泵的叶轮、隔板、口环，阻碍油品畅通的部件如电偶套管等。

环烷酸在二次加工装置中的腐蚀未见报道。但由于环烷酸腐蚀后会生成油溶性的环烷酸铁，所以会使固定床VGO加氢脱硫装置催化剂床层发生堵塞，所以需对VGO经过的设备采用抗腐蚀材质，减少铁离子含量。

三、影响环烷酸腐蚀的因素

1.酸值的影响

表示原油中环烷酸浓度的指标是酸值。所谓酸值是指中和一克原油所需氢氧化钾的毫克数（mgKOH/g）。最新的研究结果表明：原油的总酸值与原油的腐蚀性并不呈正比关系，这可能与原油中环烷酸的化学结构有很大的关系，因此根据酸值只能粗略地比较原油的腐蚀性。

2.温度的影响

环烷酸的腐蚀受温度影响很大，环烷酸在常温下对金属没有腐蚀性，但在高温下能和铁反应生成环烷酸铁，引起强烈的腐蚀。

3.流速的影响

流速和流态是影响环烷酸腐蚀的非常重要的因素。在炼油设备的弯头、三通和泵中产生的湍流加速设备的腐蚀。当流体中气体量大于60%，汽流速度大于60m/s时腐蚀最严重。在这样的条件下，某些设备，如炉管、弯头、管线的腐蚀速度可增大两个数量级。在高温、高流速的情况下，酸值在很低的水平下 （如0.3KOHmg/g），对碳钢仍有很高的腐蚀速率。

四、加工高酸值原油时可采取的防止环烷酸腐蚀的方法

1.混炼途径

环烷基原油的酸值可以通过与其它低酸值原油混合来降低进装置原油的酸值，可大幅度降低加工的原油的腐蚀性。

2.工艺防腐

高酸值原油密度大，环烷酸钠又是一种天然的乳化剂，必选择适合的高效破乳剂。

3.材料防腐

选择适当的材质是当前最常用的一种控制环烷酸腐蚀的方法。在塔壁内衬18-8和316L不锈钢板，塔内构件、转油线等部位普遍使用18-8和316L不锈钢进行材料升级，可大大减缓设备的腐蚀。

4.渗铝钢的应用

渗铝钢具有良好的耐环烷酸腐蚀性能。据文献介绍，渗铝钢对耐环烷酸的腐蚀性与316L相近，优于18-8钢，而且价格较低，缺点是不适用于焊接部位。

五、结束语

加工高酸值原油已经变得越来越普遍。目前防止环烷酸腐蚀最常用最有效的措施是：1、与低酸值原油掺炼；2、选择适当材质；3、结合工艺防腐措施。