浅谈炼油设备腐蚀的原因和预防措施

摘 要：随着我国社会经济的快速发展，社会建设的步伐越来越快，石油资源耗费量也明显剧增，油价不断增高。而每年因为腐蚀而报废的炼油设备不计其数，降低了炼油设备的使用年限，增加了炼油成本。为了预防这一现象，提高炼油设备使用率，本文就炼油设备腐蚀的原因及预防措施，做了深入的分析与探讨。

关键词：石油加工 炼油设备 腐蚀

在我国国民经济中，石油加工业占有着十分重要的地位，因此，石油加工设备的正常运作成为了工作者们应当重点关注的内容，炼油设备的腐蚀往往会使石油安全生产和生产质量受到影响，如果因为炼油设备腐蚀而产生的非计划停工，将会使石油企业遭受巨大的经济损失，因此，一定要保证炼油设备的长周期正常运行。笔者从事相关工作，对此有着深刻的认识，就炼油设备腐蚀的原因和预防措施，谈谈自身一些看法。

一、造成炼油设备腐蚀的原因

1.石油中的杂质

石油的主要组成是各种烷烃、环烷烃和芳香烃，在炼制过程中会产生酸性气、污水、硫化物、氮化物、有机酸、氧、二氧化碳和水份等，这些杂质含量虽少，但危害很大，因为它们在加工过程中有些自身就是腐蚀性介质，而另外一些虽然自身无腐蚀性但在加工过程中会转化为腐蚀性介质，此外在石油加工过程中加入的水分、氢气及酸碱化学药品也会形成腐蚀介质，这些腐蚀介质在高温、高压环境中会和金属材料发生较强的腐蚀反应，从而导致生产装置的设备腐蚀。

2.硫腐蚀

原油中的硫包括元素硫、硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化物、咪吩类化合物，以及分子量大、结构复杂的含硫化合物。一般将原油中存在的硫分为活性硫和非活性硫，元素硫、硫化氢和低分子硫醇等能直接与金属作用而引起设备的腐蚀，统称活性硫；其余不能直接与金属作用的硫化物统称为非活性硫。硫腐蚀的分类方法很多，根据温度对硫腐蚀的影响，可将硫腐蚀分为两类：低温部位的腐蚀和高温部位的腐蚀。

低温部位的腐蚀：通常把炼油装置温度在120℃以下，有液相水存在的部位，称为低温部位。这些部位的腐蚀也称湿硫化氢或硫化氢水溶液状态下发生的腐蚀。随着温度的升高，水已完全汽化，由于氯化氢和硫化氢在无液态水状况下，即使温度高至240℃对设备也不会产生明显的腐蚀，因此，为了与高温部位相呼应，有时会把低温部位泛指到240℃以下的部位。高温部位的腐蚀：高温部位的腐蚀主要是指炼制含硫或高硫原油时发生在常减压装置240℃以上的高温重油部位以及催化裂化、延迟焦化、热裂化等装置及相应管线等部位的腐蚀。

3.炼油装置腐蚀环境

石油加工中的腐蚀环境是比较复杂的，主要取决于所加工的原油性质、加工过程的产物、温度、压力、加工工艺以及设备部位等因素。通常可以从环境温度和腐蚀介质角度出发对腐蚀环境进行分类，这种分类方法总体上将腐蚀环境分为低温型和高温型两大类。所谓低温型腐蚀环境，在炼油厂通常是指温度低于230℃且有液体水存在的部位，而高温型腐蚀环境则是指环境温度在240～500℃的部位。

二、防腐蚀对策

1.基本对策

脱硫：对原油进行脱硫，近年来主要采用加氢脱硫的方法，其目的既是为了减轻设备的腐蚀，同时也是为了提高产品的质量，降低环境公害。同时，在再生塔顶的酸性气系统采用了较多的321类不锈钢材料，因为此部位的凝结水中含有较高浓度的Cl-，虽然凝结水中的pH较高（pH>9.0），但也存在着应力腐蚀开裂的危险。而且，该部位在停工检修时容易生成连多硫酸应力腐蚀环境，因此使用奥氏体不锈钢应特别谨慎。实践证明采用碳钢材料加注缓蚀剂可很好地抑制腐蚀发生，可以考虑在此部位使用碳钢衬塑材料。脱盐、脱水：原油的脱盐及脱水，一般是采用电脱盐装置，通常可以使原油中的含盐量降低60～90%。采用电脱盐二级脱盐，可使含盐量稳定在10mg/l以下。原油电脱盐是石油加工的第一道工序，其目的是从原油中脱除盐、水和其它杂质，以确保后续加工装置的长周期安全生产。水洗：很多腐蚀介质是水溶性的，因此用水洗的方法可将此类腐蚀性物质除去，从而减轻设备的腐蚀。胜华炼油厂比较典型的例子是催化裂化吸收解吸塔的氢脆化，这个系统产生的氢脆化是由于气体介质中所含的硫化氢和氰化物引起的。为了防止这一腐蚀，采取的措施之一就是水洗，即预先注入新鲜水将酸性物质或可溶于水的氰化物洗去，这样就会降低这个系统的腐蚀。

2.方法上的对策

电化学保护方法是根据金属腐蚀的电化学原理，使被保护金属的电极电位向着有利于降低金属腐蚀速度的方向变化，从而对金属实施保护的方法。这种保护方法经济而有效，尤其与表面保护联合使用效果更佳，目前已广泛应用于许多工业部门，在石油加工设备的防腐保护中也有一定的应用。电化学保护按作用原理分为阴极保护和阳极保护两种方法。阴极保护就是使被保护金属电位负移，发生阴极极化，成为电化学体系中的阴极从而受到保护的电化学方法。阴极保护的应用范围很广，主要是应用于水中金属结构及地下金属结构的保护上，如沿海炼油厂使用的海水冷却器采用阴极保护防腐效果较好，但是在淡水中进行阴极保护时，由于其导电性较差，电流分布不易均匀，因此所用的外加电压较高，所用阳极数目也较多。为了提高保护效率，最好是结合缓蚀剂进行联合保护，如炼油厂的淡水冷却槽、冷却器、给水加热器等。阴极保护现已广泛用于地下油气管线、地下油罐等设备。能够钝化的金属在某些介质中，如果加一定的阳极电流，则在它的表面上生成一层具有很高的耐腐蚀性能的钝化膜。利用生成钝化膜的方法来防止腐蚀，称之为阳极保护。

3.工艺对策：一脱四注

由于腐蚀介质主要来自原油加工中不需要的物质，因此可以采取早期脱除腐蚀介质，添加缓蚀剂，降低腐蚀介质的活性，从而缓和腐蚀环境的防腐蚀方法。在石油加工中，这种对腐蚀介质的处理通常是结合在生产工艺中同时进行的，这就是石油加工中所特有的工艺防腐蚀法：一脱四注。“一脱四注”工艺防腐法，主要应用于炼油厂原油蒸馏的常减压装置上，包括原油脱盐、脱后注碱、塔顶挥发线注氨、注水及注缓蚀剂这四个环节，这是目前国内外石油加工中控制低温系统腐蚀普遍采用且行之有效的方法。原油脱盐的方法有机械法、化学法、电脱盐和电―化学脱盐法。目前，一级电脱盐可使原油中盐含量降低60～90%，大部分可达80%左右，脱盐后的含盐量为20～30mg/l，因此，对于高含盐量的原油，仅脱盐即可使腐蚀程度大大降低。

三、结束语

综上所述，在石油产业中，炼油设备由于受到外界因素的影响，往往会出现腐蚀的现象，使生产的安全性和质量受到了影响，作为技术人员，一定要找清楚腐蚀出现的原因，对症下药，采取相应的措施，对设备进行维护和清理，预防腐蚀，保证炼油过程的高效运行。

参考文献

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