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常减压装置腐蚀原因分析及防护措施

文档作者：由忠微洪运武刘耀芳文档来源： 1．大庆石化公司项目管理中心 2．大庆石化工程有限公司		点击数：	更新时间： 2021年10月14日
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炼油与化工
REnNING AND CHEMICAL INDUSTRY 第24卷
常减压装置腐蚀原因分析及防护措施
由忠微 ，洪运武 ，刘耀芳
(1．大庆石化公司项目管理中心，黑龙江大庆163714；2．大庆石化工程有限公司，黑龙江大庆163714)
摘要：原油的重质化和高含硫特性对炼油装置的腐蚀日趋严重，影响了装置的长周期运行。文中
分析了常减压蒸馏装置的腐蚀原因，并针对低温和高温2种腐蚀环境，提出了设备、管道材质选用
和相关的防护措施。
关键词：常减压；腐蚀；选材；防护措施
中图分类号：TE986 文献标识码：B 文章编号：1671—4962(2013)05—0050—02
随着国内石油产品需求的增加、原油供应的
日趋紧张，越来越多的炼油厂开始加工重质原油
和高硫原油。石油化工行业的大型化、节能化，生
产周期的增长，对设备提出了更高的要求 。原油
中大量的氯化物、硫化物在蒸馏过程中受热分解、
水解产生氯化氢和硫化氢和酸性物质对设备和管
道造成腐蚀，影响设备正常运行。
1腐蚀原因分析
常减压装置的设备和管道腐蚀主要表现为化
学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀主要发生在高温
部位(240～450℃)，电化学腐蚀主要发生在低温部
分(150℃)，每类腐蚀由于HC1和HCN等介质的作
用存在多种腐蚀情况。
1．1低温部位的腐蚀
低温下的HC1一H S—H O腐蚀。原油中含有一
定的无机盐、氯化物、硫化物。无机盐在常压炉出
口360℃的温度下，MgC1：、CaC1：和NaC1水解口]，产
生盐酸：
MgC1z+2H2O=Mg(OH) +2HC1
CaC12+H2O=Ca(OH)2+2HC1
由于水的存在而形成“稀盐酸腐蚀”，原油中
硫化物分解产生H：s，会盐酸的腐蚀速度H S和
HC1会上升到常压塔、减压塔和初馏塔的塔顶，与
塔顶金属设备表面进行反应，对塔顶的塔体、塔盘
等进行腐蚀：
Fe+2HCI=FeC12+H2
FeC12+H2S=FeS+2HC1
当H s和HC1经过冷换设备后温度下降到露
点以下，冷凝区出现液体水时，，HCL会溶于水中
成为盐酸，在冷换设备壳层形成HC1一H：S—H：0腐
蚀。这类循环腐蚀对于碳钢为均匀腐蚀，对于
0Crl3钢为点蚀，对于奥氏体不锈钢为氯化物应力
腐蚀开裂口J。
1．2高温部位的腐蚀
高温腐蚀主要包括高温硫腐蚀和高温环烷酸
腐蚀㈨。
(1)高温硫腐蚀。原油中的硫主要是非活性
硫，它与金属一般不会直接发生发应造成腐蚀，非
活性形成的硫化亚铁在金属表面会形成半保护性
膜。在340～400℃时，硫化氢可分解产生H 和活
性很高的单质硫，促进腐蚀发生。当在420～480℃
时，高温硫对设备腐蚀最快。
(2)高温环烷酸腐蚀。环烷酸是有机酸的总
称，包括环烷酸、脂肪酸、芳香酸以及酚类，以环烷
酸含量最多，故一般称石油中的酸为环烷酸，其沸
点约在177～343℃。高温环烷酸腐蚀特点：发生酸
值>0．5 mg KOH／g、温度在220～400℃之间的高流
速介质中。腐蚀发生于液相，汽相无腐蚀，但在汽
液相交变部位、有流速冲刷区及涡流区腐蚀最为
严重。腐蚀率随酸值的增加而升高。235 cc时，酸
值提高1倍，碳钢腐蚀率增加2．5倍。在270～
280℃腐蚀性最强，温度继续升高，环烷酸部分气
化未冷凝，液相中的环烷酸浓度降低，腐蚀性下
降。350 ec时，气化速度加快，气相速度增加，腐蚀
加剧。350～400 腐蚀性最强。425口c时，环烷酸
基本气化，对设备高温部位不再产生腐蚀。当环
烷酸存在时，环烷酸与硫化铁膜直接反应，生成环
烷酸铁和H。s，H s和Fe又可以反应，从而促使腐
蚀加剧 。
Fe+2RCOOH=Fe(RCO0)2+H2 T
FeS+2RC0OH=Fe(RCO0)：+H：S
Fe+H，S：FeS+H2 T
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2013年第5期 由忠微，等．常减压装置腐蚀原因分析及防护措施 51
2防护措施
为了能够有效防止设备腐蚀，在选用设备的
材质时，应该根据所处的不同腐蚀部位来选择不
同的材质。对于那些容易遭受腐蚀的部位，应该
尽量选取抗腐蚀性强的材质。而材质的抗腐蚀性
与其成分有很大关系。碳含量大的材质容易遭受
腐蚀，而Cr、Ni、Mo等对于增加材质的抗腐蚀性比
较有利。除了采用耐蚀材质外，有时还要进行表
面处理，如碳钢表面渗铝处理和金属镀膜等。也
可以在冲蚀比较严重的部位改用大管径管道或者
安装缓冲板，以此来降低冲蚀的影响 。
2．1低温腐蚀部位的材质选型
低温部位的腐蚀发生在初馏塔和常压塔顶
部，塔顶冷凝系统，减压塔部分挥发线和冷凝系
统。这类循环腐蚀对于碳钢为均匀腐蚀，对于
0Crl3钢为点蚀，对于奥氏体不锈钢为氯化物应力
腐蚀开裂。
在塔顶上部低温腐蚀部位和上部封头材质选
用20R+00cr17Nil4M0。塔体下部高温腐蚀部分
和塔体下部封头材质选用20R+0Crl3，冷凝器的
管束和空冷器管束内壁采用镍磷化学镀层，钛纳
米聚合物涂料防腐涂层。塔顶冷凝系统重点腐蚀
部可选用耐H：s腐蚀的材质，空冷管束入口段插入
L=400 mm钛管，塔顶换热器选用钛材或316L，冷
凝器的管束和空冷器管束内壁可采用镍磷化学镀
层，钛纳米聚合物涂料防腐涂层。而常压塔塔顶
换热器材质选用双相不锈钢时，双相不锈钢的固
溶组织中铁素体相和奥氏体相约各占一半，双相
不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优
点，将奥氏体不锈钢具有的优良韧性和焊接性与
铁素体不锈钢具有的较高强度和耐氯化物应力腐
蚀性能结合在一起，达到最佳的防腐蚀效果。双
相钢选用3RE60和SAF2205。
2．2高温腐蚀部位的材质选型
用耐高温硫腐蚀、高温环烷酸的腐蚀的材质，
是解决高温系统腐蚀最有效的方法。分别对2种
高温腐蚀提出材质选用。
(1)高温硫腐蚀中，腐蚀发生在加热炉炉管内
壁，分馏塔进料层以下，减压塔底的渣油和原油换
热器、渣油泵叶轮和重油泵的出口管线等。
主要选材如Cr5Mo、CrgMo、OCrl3、1Cr18Ni9Ti
等、防止高温酸和硫腐蚀除了采用耐蚀材质外，有
的还要进行表面处理，如碳钢表面渗铝处理和金
属镀膜等。渗铝碳钢表面经氧化后生成一层致密
的A1：0，保护膜，具有良好的耐环烷酸腐蚀、抗硫化
和冲蚀性能，而且成本较低。
(2)高温环烷酸的腐蚀中，腐蚀发生在常压蒸
馏和高真空减压蒸馏的设备、高温油泵、塔进料
层、回流线、换热器等。主要选材如Cr5Mo、0Crl3、
0Crl8Ni9、1Crl8Ni9、1Crl8Nil2Mo2等
防止常减压蒸馏装置设备和管道的腐蚀，设
备、管道的材质选用外，还应采用工艺防护措施
“
一脱三注”原油电脱盐，注中和剂、注水、缓蚀剂
和利用在线监、7贝4系统进行腐蚀监测掌握腐蚀速
率、分析原因。常减压蒸馏装置的低温部分需要
结合工艺防腐蚀进行，而高温部位的防腐蚀主要
是以材质升级为主，再辅以定点测厚、在线腐蚀监
测和氢铜监测等腐蚀监测手段。
3结束语
随着炼油技术的不断创新与发展，使得炼油
的设备使用寿命得到了有效的延长，常减压蒸馏
装置为其它装置提供原料，对其进行防护，使之平
稳安全运行，可以提高炼化企业的运行周期，实现
平稳安全生产的良好环境，为装置平稳运行和检
维修提供了保证。
参考文献：
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收稿日期：2013—07—01
作者简介：由忠微，男，工程师，2004年毕业于东北农业大学机械设计
制造及自动化专业，现从事化工工程项目管理工作。

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