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[摘 要]高酸原油常减压装置是炼油厂主要设备，往往是设备腐蚀程度最大的地方。特别是重油的质量不断变差、程度不断深化，含硫原油比重不断增加，使得原油常减压装置的腐蚀越来越重，原油冶炼设备事故率显著增加，它已成为一个严重威胁炼油厂扩大生产和使用寿命的重要一环，加强高酸原油常减压装置的腐蚀和防护工作刻不容缓。
[关键词]高酸原油；常减压装置；腐蚀；防护
中图分类号：TU649 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）37-0031-01
引言
原油的劣质化会加重炼油装置的腐蚀，从而影响其安全、长周期的运行。因此，各企业对设备的腐蚀管理越来越重视，并逐步采取措施提高停工检修质量，加大检测力度。近年来，各炼厂广泛开展停工期间的腐蚀调查，通过专业人员对塔器、容器、换热器、加热炉等设备及管线进行专业化的腐蚀调查，不仅可以考察以往防腐蚀效果，也可以指导下一个生产周期的防腐蚀措施改进和有针对性地开展防腐蚀监测工作，为保障装置安全运行提供保障。
1 高酸原油加工工艺流程
脱水后的原油换热至215-230℃进入初馏塔，从塔顶蒸馏出初馏点-130℃的馏分冷凝冷却后，其中一部分作塔顶回流，另一部分引出作为重整原料或较重汽油，又称初顶油。初馏塔底拔头原油经常压加热炉加热到350-365℃，进入常压分馏塔。塔顶打入冷回流，使塔顶温度控制在90-110℃。由塔顶到进料段温度逐渐上升，利用馏分沸点范围不同，塔顶蒸出汽油，依次从侧一线，侧二线，侧三线分别蒸出煤油，轻柴油，重柴油。这些侧线馏分经常压气提塔用过热水蒸气提出轻组分后，经换热回收一部分热量，再分别冷却到一定温度后送出装置。塔底约为350℃，塔底未汽化的重油经过热水蒸汽提出轻组分后，作减压塔进料油。（减压装置工作流程如下图1）
2 高酸原油常减压装置腐蚀影响因素
2.1 环烷酸的影响
石油酸是一种酸性物质，石油中的酸性物质主要有无机酸、芳香酸、脂肪酸以及环烷酸，这些酸性物质占原油比例大概在1%到2%之间，其中环烷酸在原油中的占比最大，约为90%。环烷酸分子中包含羧基官能团，可以和金属或者金属化合物反应生成某种腐蚀产物：
Fe+2R[CH2]nCOOH=Fe（R[CH2]nCOO）2+H2
FeS+2R[CH2]nCOOH=Fe（R[CH2]nCOO）2+H2S
环烷酸能够和钢铁设备上的FeS保护膜反应，这一过程中会产生硫化氢能够和基体再次发生剧烈反应，流速比较高时，会产生光亮无垢的沟槽，而流速比较低时，会形成比较尖锐的孔洞，加剧设备的腐蚀。腐蚀情况很容易受到温度的影响，如果温度超过200℃，环烷酸就会气化腐蚀，如果温度大于420℃，环烷酸不再进行气化反应，这时腐蚀减缓。当原油总酸值为2-10mgKOH/g，环烷酸对碳钢的腐蚀作用随着温度的变化情况见图2。
2.2 金属元素的影响
原油中含有很多例如钙、镁和铁等金属元素，这些金属元素大部分情况下以有机酸的形式存在，而镍和钒这些有机金属往往以螯合物的形式存在，经常存在于油水界面，长时间会形成疏水膜，这就使水滴难以聚集，原油脱盐和脱水难度因此加大，使设备腐蚀情况更为严重。在高酸原油工艺流程中，主要包括对常减压装置塔顶冷凝系统的腐蚀、高温燃烧设备的腐蚀、下游管线和设备的垢下腐蚀等。
3高酸原油常减压装置腐蚀环节分析
其一，常压塔顶。常压塔顶的腐蚀属于低温和HCL-H2S-H2O腐蚀。通常情况下，气相腐蚀情况相对比较轻微，液相腐蚀情况较为恶劣，气液相变的位置腐蚀情况是最严重的。通常情况下，氯化钠在100℃以下就开始水解，生成HCL，发生腐蚀。在HCL-H2S-H2O环境中，碳钢表现为均匀腐蚀，0Cr13不锈钢表现为点蚀，奥氏体不锈钢表现为点蚀和SCC；其二，减压塔减三、四、五段。减压塔高温重油部位（减三、四、五段）处的腐蚀以环烷酸腐蚀为主，硫腐蚀为辅，二者相互配合使塔壁和内件的金属表面像车削一样光滑，无腐蚀产物膜起到保护作用，再加上减压塔内介质流速高，金属表面更加不可能存留保护性物质，因此，减压塔高温重油部位发生严重的环烷酸腐蚀。
4 腐蚀防护措施
4.1 选择防腐材料
一般情况下，设备低油温部分采用工艺防止腐蚀措施，以改善材料性能为辅助手段；高温重油以提高该材料的性能为主，工艺手段作为辅助。基于管线选材设计守则、高硫原油加工厂房和设备处理指导方法等规范，并将生产实践经验与高温硫腐蚀的机制相结合，考虑到经济性和实用性，选择常减压蒸馏装置高温部位防腐材料。
4.2 加强原油预处理
在原油评价过程中对原油预处理通常采用原油脱盐、脱水的方式降低其对设备的腐蚀，水分含量一般要求小于0.3%，从而降低水分对设备的腐蚀，同时蒸馏过程中水受热后汽化，当小水滴在塔头汽化时气相温度会有明显的下降，影响到气相温度的正确显示，从而影响到实沸点蒸馏的准确性。
4.3 安装腐蚀在线监测系统
对易腐蚀的常减压设备加装腐蚀在线监测系统，该系统主要由检测探针、发送器、A/D转换器、机器监控系统及其配件，该装置与管道壁及其设备相连。腐蚀在线监测系统能实够监测腐蚀状态，以及局部区域的酸碱度，并将这些监测到的数据传输到整个企业内局域网服务器中，对管道腐蚀控制生产的综合决策起到辅助作用。电感高温探头安装在常三线，减三线，减四线，油路残留线和大气炉压油口线和真空炉出口油路，用来监测高温硫化反应和环烷酸腐蚀。低温腐蚀监测探头布置在初馏塔顶馏出线、常压塔顶馏出线、减压塔顶馏出线冷换设备进出口总管线上安装低温电感探针，监测低温H2S-HCI-H2O腐蚀。
结语
高酸原油蒸馏装置腐蚀的影响因素主要有：硫化物、环烷酸、无机氯盐、水、金属等。从腐蚀作用的温度分布来看，无机氯盐腐蚀主要发生于120-310℃、环烷酸腐蚀主要发生于200-420℃、硫化物腐蚀主要发生于120-480℃，這些介质腐蚀温存在重合，腐蚀作用更加严重。可采用先进的原油预处理工艺、设备材料升级，同时应用有效的在线监测技术，预防和减小设备的腐蚀程度。
参考文献
[1] 秦红艳，郭鉴，冉竹叶，鲁彬，陈晓芬.原油蒸馏装置腐蚀与防护措施[J].炼油与化工，2017，01：48-50.
[2] 李晓光.常减压蒸馏中的设备腐蚀与防护措施分析[J].化工设计通讯，2017，02：71.
[关键词]高酸原油；常减压装置；腐蚀；防护
中图分类号：TU649 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）37-0031-01
引言
原油的劣质化会加重炼油装置的腐蚀，从而影响其安全、长周期的运行。因此，各企业对设备的腐蚀管理越来越重视，并逐步采取措施提高停工检修质量，加大检测力度。近年来，各炼厂广泛开展停工期间的腐蚀调查，通过专业人员对塔器、容器、换热器、加热炉等设备及管线进行专业化的腐蚀调查，不仅可以考察以往防腐蚀效果，也可以指导下一个生产周期的防腐蚀措施改进和有针对性地开展防腐蚀监测工作，为保障装置安全运行提供保障。
1 高酸原油加工工艺流程
脱水后的原油换热至215-230℃进入初馏塔，从塔顶蒸馏出初馏点-130℃的馏分冷凝冷却后，其中一部分作塔顶回流，另一部分引出作为重整原料或较重汽油，又称初顶油。初馏塔底拔头原油经常压加热炉加热到350-365℃，进入常压分馏塔。塔顶打入冷回流，使塔顶温度控制在90-110℃。由塔顶到进料段温度逐渐上升，利用馏分沸点范围不同，塔顶蒸出汽油，依次从侧一线，侧二线，侧三线分别蒸出煤油，轻柴油，重柴油。这些侧线馏分经常压气提塔用过热水蒸气提出轻组分后，经换热回收一部分热量，再分别冷却到一定温度后送出装置。塔底约为350℃，塔底未汽化的重油经过热水蒸汽提出轻组分后，作减压塔进料油。（减压装置工作流程如下图1）
2 高酸原油常减压装置腐蚀影响因素
2.1 环烷酸的影响
石油酸是一种酸性物质，石油中的酸性物质主要有无机酸、芳香酸、脂肪酸以及环烷酸，这些酸性物质占原油比例大概在1%到2%之间，其中环烷酸在原油中的占比最大，约为90%。环烷酸分子中包含羧基官能团，可以和金属或者金属化合物反应生成某种腐蚀产物：
Fe+2R[CH2]nCOOH=Fe（R[CH2]nCOO）2+H2
FeS+2R[CH2]nCOOH=Fe（R[CH2]nCOO）2+H2S
环烷酸能够和钢铁设备上的FeS保护膜反应，这一过程中会产生硫化氢能够和基体再次发生剧烈反应，流速比较高时，会产生光亮无垢的沟槽，而流速比较低时，会形成比较尖锐的孔洞，加剧设备的腐蚀。腐蚀情况很容易受到温度的影响，如果温度超过200℃，环烷酸就会气化腐蚀，如果温度大于420℃，环烷酸不再进行气化反应，这时腐蚀减缓。当原油总酸值为2-10mgKOH/g，环烷酸对碳钢的腐蚀作用随着温度的变化情况见图2。
2.2 金属元素的影响
原油中含有很多例如钙、镁和铁等金属元素，这些金属元素大部分情况下以有机酸的形式存在，而镍和钒这些有机金属往往以螯合物的形式存在，经常存在于油水界面，长时间会形成疏水膜，这就使水滴难以聚集，原油脱盐和脱水难度因此加大，使设备腐蚀情况更为严重。在高酸原油工艺流程中，主要包括对常减压装置塔顶冷凝系统的腐蚀、高温燃烧设备的腐蚀、下游管线和设备的垢下腐蚀等。
3高酸原油常减压装置腐蚀环节分析
其一，常压塔顶。常压塔顶的腐蚀属于低温和HCL-H2S-H2O腐蚀。通常情况下，气相腐蚀情况相对比较轻微，液相腐蚀情况较为恶劣，气液相变的位置腐蚀情况是最严重的。通常情况下，氯化钠在100℃以下就开始水解，生成HCL，发生腐蚀。在HCL-H2S-H2O环境中，碳钢表现为均匀腐蚀，0Cr13不锈钢表现为点蚀，奥氏体不锈钢表现为点蚀和SCC；其二，减压塔减三、四、五段。减压塔高温重油部位（减三、四、五段）处的腐蚀以环烷酸腐蚀为主，硫腐蚀为辅，二者相互配合使塔壁和内件的金属表面像车削一样光滑，无腐蚀产物膜起到保护作用，再加上减压塔内介质流速高，金属表面更加不可能存留保护性物质，因此，减压塔高温重油部位发生严重的环烷酸腐蚀。
4 腐蚀防护措施
4.1 选择防腐材料
一般情况下，设备低油温部分采用工艺防止腐蚀措施，以改善材料性能为辅助手段；高温重油以提高该材料的性能为主，工艺手段作为辅助。基于管线选材设计守则、高硫原油加工厂房和设备处理指导方法等规范，并将生产实践经验与高温硫腐蚀的机制相结合，考虑到经济性和实用性，选择常减压蒸馏装置高温部位防腐材料。
4.2 加强原油预处理
在原油评价过程中对原油预处理通常采用原油脱盐、脱水的方式降低其对设备的腐蚀，水分含量一般要求小于0.3%，从而降低水分对设备的腐蚀，同时蒸馏过程中水受热后汽化，当小水滴在塔头汽化时气相温度会有明显的下降，影响到气相温度的正确显示，从而影响到实沸点蒸馏的准确性。
4.3 安装腐蚀在线监测系统
对易腐蚀的常减压设备加装腐蚀在线监测系统，该系统主要由检测探针、发送器、A/D转换器、机器监控系统及其配件，该装置与管道壁及其设备相连。腐蚀在线监测系统能实够监测腐蚀状态，以及局部区域的酸碱度，并将这些监测到的数据传输到整个企业内局域网服务器中，对管道腐蚀控制生产的综合决策起到辅助作用。电感高温探头安装在常三线，减三线，减四线，油路残留线和大气炉压油口线和真空炉出口油路，用来监测高温硫化反应和环烷酸腐蚀。低温腐蚀监测探头布置在初馏塔顶馏出线、常压塔顶馏出线、减压塔顶馏出线冷换设备进出口总管线上安装低温电感探针，监测低温H2S-HCI-H2O腐蚀。
结语
高酸原油蒸馏装置腐蚀的影响因素主要有：硫化物、环烷酸、无机氯盐、水、金属等。从腐蚀作用的温度分布来看，无机氯盐腐蚀主要发生于120-310℃、环烷酸腐蚀主要发生于200-420℃、硫化物腐蚀主要发生于120-480℃，這些介质腐蚀温存在重合，腐蚀作用更加严重。可采用先进的原油预处理工艺、设备材料升级，同时应用有效的在线监测技术，预防和减小设备的腐蚀程度。
参考文献
[1] 秦红艳，郭鉴，冉竹叶，鲁彬，陈晓芬.原油蒸馏装置腐蚀与防护措施[J].炼油与化工，2017，01：48-50.
[2] 李晓光.常减压蒸馏中的设备腐蚀与防护措施分析[J].化工设计通讯，2017，02：71.