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摘要：阐述影响常减压蒸馏装置长周期运转的主要因素是设备腐蚀问题，介绍加工辽河原油时设备腐蚀情况，特别是环烷酸腐蚀，探讨预防这些腐蚀的方法
关键词：原油性 环烷酸腐蚀防腐措施
前言：装置的长周期运转是保证企业低成本的前提和基础，是众多企业研究和追求的目标。对于常减压装置来讲，随着辽河油田的逐年开采，原油中的重金属含量和酸值也在逐年升高，原油性质日益变差。给装置的长周期运行带来较大的困难。
1装置概况：蒸馏装置是按加工辽河原油设计，年处理量300万吨/年，采用三塔两炉流程，由电脱盐、常减压、减粘、航煤精制装置组成。经过数次大修改造，目前处理量330万吨/年。主要的产品加工方案是初常顶汽油去重整，常一线经航煤精制去加氢装置，常二线柴油去柴油加氢，常三线并入减压蜡油去催化裂化装置，渣油去焦化装置，同时有一部分渣油去沥青装置。
2近年来加工原油的情况：由于辽河原油的逐年开发，原油性质特别是酸值和比重逐年变差。同时随着原油资源的日益紧张，近些年又相继掺炼了一些外油和非辽河油，这些原油的性质与辽河油相比有很大的区别，使装置运行面临许多新的问题。
3影响装置长周期运行的主要因素：从装置这些年的运行情况分析，影响装置长周期运行的关键因素是设备腐蚀问题，主要是高温部位的环烷酸腐蚀，同时还有塔顶及冷却系统的H2S-HCI-H2O腐蚀和加热炉预热器低温露点腐蚀。
3.1高温部位的环烷酸腐蚀：众所周知，辽河原油具有酸值高比重大的特点，酸中95%以上是环烷酸，环烷酸是一种含氧有机酸，主要是环戊烷羧酸及其同系物，呈弱酸性，可以表示为ROOH，R代表环烷基，它在低温下并不腐蚀金属，但在高温下与金属发生置换反应生成环烷酸盐。
由于辽河油硫含量较低，而且在解决高温环烷酸腐蚀的同时高温硫腐蚀可以同时解决，在这里就不作重点考虑。
3.2腐蚀的影响因素：
3.2.1温度影响：环烷酸最活跃的温度范围是232℃到399℃。在此温度范围内，环烷酸对设备造成严重的腐蚀，如果没有环烷酸的汽化损失，腐蚀会随着温度的升高而持续增加。
3.2.2酸值的影响：在给定的温度下，腐蚀与油品中酸的含量有直接的关系，酸值增加一倍，腐蚀大约增加一倍。对辽河原油直馏产品的分析，减二线、减三线的酸值较高，约在6mgKOH/g以上，因此在减压塔二线、三线的腐蚀相对严重。
3.2.3流速和涡流的影响：受环烷酸腐蚀严重的部位都是流速很高的部位，流速增加，腐蚀率增加。同时，腐蚀还和涡流有关，腐蚀最厉害的部位都是出现在流速高而且有涡流的地方。所以从外观上看，腐蚀往往是先出现点蚀。点蚀出现的小坑点又加剧旋窝的形成。以至形成大面积的蚀坑和沟槽。高流速和涡流会加剧环烷酸的腐蚀，可以说单独的环烷酸并没有想象的严重，只有在高流速和高涡流的条件下，才会给设备带来严重的腐蚀。
3.3炉露点腐蚀：腐蚀的机理是燃料中的硫及硫化物在燃烧过程中形成SO2 、SO3等，当烟气温度达到或低于烟气“露点”时即发生结露现象，从而发生硫酸及亚硫酸对设备产生的严重腐蚀。加热炉的露点腐蚀主要发生在温度较低的对流段炉管、弯头箱、炉顶内构件、炉内壁保温层、保温钉和炉壁焊接处、空气预热器冷风入口处。
4 近些年检修中发现的比较严重的设备腐蚀问题：
4.1常压塔：常二线、常二中部位，温度在240C左右，是腐蚀比较严重的地方，通过近几年的检修发现常二中下面的5层塔盘（18-8）腐蚀严重，出现大面积的蚀坑。16-29层塔盘的浮阀95%以上因腐蚀而脱落，4mm厚的塔盘蚀坑密布
4.2减压塔腐蚀最严重的部位是减二线、减三线，减压塔的原始设计采用干式量馏，一、二、三线均为18-8矩鞍环填料，四线采用18-8格栅填料，然而1989年在装置投产不到一年的时间里减三线填料就几乎完全失效，减三线矩鞍环填料塌陷达1.1米，0.8mm厚的矩鞍环填料减薄到0.2mm，2.0mm厚的格里希格删减薄到1.0mm。减二线、减三线局部支撑盘几乎全部被蚀光。碳钢材质的塔壁也腐蚀严重，有0.5-1.0mm的涂蚀坑。
4.3原油入初馏塔、常压转油线、常二线、常三线、减二线、减三线等高温管线经常发生腐蚀泄露现象。
4.4常压炉空气予热器管束露点腐蚀严重，下灰斗损坏，碳钢材质的灰斗虽然内附防腐蚀衬里但也不能使用一个周期。
4.5三塔顶系统的冷却器、蒸常顶空冷器等低温腐蚀相当严重，特别是常顶空冷器，普通碳钢管使用一年左右就会发生泄露。
5采取的措施：
针对不同的腐蚀介质采取不同的防腐措施。
5.1设备防腐手段
5.1.1对于环烷酸的腐蚀是从腐蚀的三个主要的影响因素即温度、酸值、流速入手结合多年的实践经验选用合适的耐蚀性材料，对设备材质升级。通过多年的实践，我们知道，18-8钢的抗环烷酸的腐蚀能力不强，而通过挂片实验对比，发现316L钢是抗高温环烷酸腐蚀较理想的材料，因此从1991年开始就在减压塔上应用316L钢，并取得了较好的效果。从1993年以后，常压塔全部塔盘采用316L钢，1999年减压塔整体更换，从筒体到内构件都采用了材质升级的办法，以对抗高温环烷酸的腐蚀。目前常压塔和减压塔的大部分构件的材质都是采用了316L钢，都取得了很好的防腐蚀效果，保证了装置的长周期运行。
高温腐蚀严重的部位还有一些系统管线、常压塔的一些侧线、常压渣油线、减压塔的所有侧线及减压渣油线等。根据每年的检修情况和易发生腐蚀的部位的情况，目前装置200℃以上的管线全部采用18-8的白钢管线，通过检修发现，虽然在弯头等高流速高涡流的部位有一定的腐蚀，但腐蚀的情况较使用碳钢管线有较大的改善。同时，一些换热器采用白钢管束、碳钢渗铝管束，都取得了较理想的效果。 5.1.2针对两台加热炉的“露点”腐蚀，炉本体设备主要采取加强保温措施，避免“结露”从而达到防腐的目的。对于空气预热器还主要采取两个措施：一方面是减小预热器的换热面积，这样虽然牺牲了一部分热效率，但可以有效地提高换热管的壁温。在1999年我们对加热炉烟气进行了“露点” 检测，确认常压炉的烟气“露点”是126℃，减压炉的“露点”是149℃，这说明原预热器的120℃的排烟温度是极不科学的，同时为预热器的改造和操作提供了依据。当年对预热器进行了改造，减小了预热器的换热面积，使预热器的排烟温度提高到160～180℃。另一方面预热器温度最低的部位是冷风入口处的换热管，这也是最先发生腐蚀、腐蚀最重的部位。为此在操作中适当开启热风旁路系统，从而提高入口空气的温度即提高冷空气入口处换热管的壁温，使之高于“露点”温度。通过改造加之严格操作，预热器的腐蚀问题得到了解决。
5.1.3对于塔顶部位的低温腐蚀是以加强一脱四注为主，材质升级为附的防腐办法，主要在空冷、冷却器管束等设备上采用一些耐蚀材料。
5.2工艺技术改造：我们车间的电脱盐装置过去采用交流电脱盐工艺，技术比较落后，特别是在掺炼外油的情况下，适应性差，脱后含盐含水严重超标，使装置的工艺参数波动大，影响装置的长周期运行，在1999年对电脱盐进行了改造，采用了交直流的电脱盐工艺，并在罐内增加分布槽、反冲洗等设备，通过近两个周期的运行证明，这种工艺能较好的适应装置生产的要求，特别是在掺炼外油的情况下，能发挥很好的脱盐脱水作用，从而有效缓解了塔顶系统的低温腐蚀。
5.3加强对低温部位的一脱四注的管理：在装置现有的条件下，加强一脱四注的管理，定时监测三塔顶的排水情况，及时调节，改变腐蚀发生的环境，对塔顶系统起到有效的保护作用。
5.4开展状态监测：检修中监测金相检查、挂片试验，定期对易腐蚀的设备、管线进行测厚，从宏观、微观两方面了解和掌握设备的状态，消除设备隐患。
6 结束语：经过十几年来的摸索实践，蒸馏装置已经总结出了一套保证装置长周期运行的办法，使设备运行周期逐年增加，从过去的一年到一年半，到现在的两年、两年半。在炼制辽河油的同类装置中处于领先水平，降低了生产成本，提高经济效益，给企业带来了丰厚的利润。
参考文献：
[1]邢学伟、单伟、尚大军.常减压蒸馏装置长周期运行的技术措施.炼油技术与工程2003.1
[2]付吉江、郭美莲.常减压蒸馏装置长周期运行分析与对策.炼油与化工2005.1
作者简介：
李杰，（1964- ），辽宁锦州人，现为辽宁石化职业技术学院，副教授。
关键词：原油性 环烷酸腐蚀防腐措施
前言：装置的长周期运转是保证企业低成本的前提和基础，是众多企业研究和追求的目标。对于常减压装置来讲，随着辽河油田的逐年开采，原油中的重金属含量和酸值也在逐年升高，原油性质日益变差。给装置的长周期运行带来较大的困难。
1装置概况：蒸馏装置是按加工辽河原油设计，年处理量300万吨/年，采用三塔两炉流程，由电脱盐、常减压、减粘、航煤精制装置组成。经过数次大修改造，目前处理量330万吨/年。主要的产品加工方案是初常顶汽油去重整，常一线经航煤精制去加氢装置，常二线柴油去柴油加氢，常三线并入减压蜡油去催化裂化装置，渣油去焦化装置，同时有一部分渣油去沥青装置。
2近年来加工原油的情况：由于辽河原油的逐年开发，原油性质特别是酸值和比重逐年变差。同时随着原油资源的日益紧张，近些年又相继掺炼了一些外油和非辽河油，这些原油的性质与辽河油相比有很大的区别，使装置运行面临许多新的问题。
3影响装置长周期运行的主要因素：从装置这些年的运行情况分析，影响装置长周期运行的关键因素是设备腐蚀问题，主要是高温部位的环烷酸腐蚀，同时还有塔顶及冷却系统的H2S-HCI-H2O腐蚀和加热炉预热器低温露点腐蚀。
3.1高温部位的环烷酸腐蚀：众所周知，辽河原油具有酸值高比重大的特点，酸中95%以上是环烷酸，环烷酸是一种含氧有机酸，主要是环戊烷羧酸及其同系物，呈弱酸性，可以表示为ROOH，R代表环烷基，它在低温下并不腐蚀金属，但在高温下与金属发生置换反应生成环烷酸盐。
由于辽河油硫含量较低，而且在解决高温环烷酸腐蚀的同时高温硫腐蚀可以同时解决，在这里就不作重点考虑。
3.2腐蚀的影响因素：
3.2.1温度影响：环烷酸最活跃的温度范围是232℃到399℃。在此温度范围内，环烷酸对设备造成严重的腐蚀，如果没有环烷酸的汽化损失，腐蚀会随着温度的升高而持续增加。
3.2.2酸值的影响：在给定的温度下，腐蚀与油品中酸的含量有直接的关系，酸值增加一倍，腐蚀大约增加一倍。对辽河原油直馏产品的分析，减二线、减三线的酸值较高，约在6mgKOH/g以上，因此在减压塔二线、三线的腐蚀相对严重。
3.2.3流速和涡流的影响：受环烷酸腐蚀严重的部位都是流速很高的部位，流速增加，腐蚀率增加。同时，腐蚀还和涡流有关，腐蚀最厉害的部位都是出现在流速高而且有涡流的地方。所以从外观上看，腐蚀往往是先出现点蚀。点蚀出现的小坑点又加剧旋窝的形成。以至形成大面积的蚀坑和沟槽。高流速和涡流会加剧环烷酸的腐蚀，可以说单独的环烷酸并没有想象的严重，只有在高流速和高涡流的条件下，才会给设备带来严重的腐蚀。
3.3炉露点腐蚀：腐蚀的机理是燃料中的硫及硫化物在燃烧过程中形成SO2 、SO3等，当烟气温度达到或低于烟气“露点”时即发生结露现象，从而发生硫酸及亚硫酸对设备产生的严重腐蚀。加热炉的露点腐蚀主要发生在温度较低的对流段炉管、弯头箱、炉顶内构件、炉内壁保温层、保温钉和炉壁焊接处、空气预热器冷风入口处。
4 近些年检修中发现的比较严重的设备腐蚀问题：
4.1常压塔：常二线、常二中部位，温度在240C左右，是腐蚀比较严重的地方，通过近几年的检修发现常二中下面的5层塔盘（18-8）腐蚀严重，出现大面积的蚀坑。16-29层塔盘的浮阀95%以上因腐蚀而脱落，4mm厚的塔盘蚀坑密布
4.2减压塔腐蚀最严重的部位是减二线、减三线，减压塔的原始设计采用干式量馏，一、二、三线均为18-8矩鞍环填料，四线采用18-8格栅填料，然而1989年在装置投产不到一年的时间里减三线填料就几乎完全失效，减三线矩鞍环填料塌陷达1.1米，0.8mm厚的矩鞍环填料减薄到0.2mm，2.0mm厚的格里希格删减薄到1.0mm。减二线、减三线局部支撑盘几乎全部被蚀光。碳钢材质的塔壁也腐蚀严重，有0.5-1.0mm的涂蚀坑。
4.3原油入初馏塔、常压转油线、常二线、常三线、减二线、减三线等高温管线经常发生腐蚀泄露现象。
4.4常压炉空气予热器管束露点腐蚀严重，下灰斗损坏，碳钢材质的灰斗虽然内附防腐蚀衬里但也不能使用一个周期。
4.5三塔顶系统的冷却器、蒸常顶空冷器等低温腐蚀相当严重，特别是常顶空冷器，普通碳钢管使用一年左右就会发生泄露。
5采取的措施：
针对不同的腐蚀介质采取不同的防腐措施。
5.1设备防腐手段
5.1.1对于环烷酸的腐蚀是从腐蚀的三个主要的影响因素即温度、酸值、流速入手结合多年的实践经验选用合适的耐蚀性材料，对设备材质升级。通过多年的实践，我们知道，18-8钢的抗环烷酸的腐蚀能力不强，而通过挂片实验对比，发现316L钢是抗高温环烷酸腐蚀较理想的材料，因此从1991年开始就在减压塔上应用316L钢，并取得了较好的效果。从1993年以后，常压塔全部塔盘采用316L钢，1999年减压塔整体更换，从筒体到内构件都采用了材质升级的办法，以对抗高温环烷酸的腐蚀。目前常压塔和减压塔的大部分构件的材质都是采用了316L钢，都取得了很好的防腐蚀效果，保证了装置的长周期运行。
高温腐蚀严重的部位还有一些系统管线、常压塔的一些侧线、常压渣油线、减压塔的所有侧线及减压渣油线等。根据每年的检修情况和易发生腐蚀的部位的情况，目前装置200℃以上的管线全部采用18-8的白钢管线，通过检修发现，虽然在弯头等高流速高涡流的部位有一定的腐蚀，但腐蚀的情况较使用碳钢管线有较大的改善。同时，一些换热器采用白钢管束、碳钢渗铝管束，都取得了较理想的效果。 5.1.2针对两台加热炉的“露点”腐蚀，炉本体设备主要采取加强保温措施，避免“结露”从而达到防腐的目的。对于空气预热器还主要采取两个措施：一方面是减小预热器的换热面积，这样虽然牺牲了一部分热效率，但可以有效地提高换热管的壁温。在1999年我们对加热炉烟气进行了“露点” 检测，确认常压炉的烟气“露点”是126℃，减压炉的“露点”是149℃，这说明原预热器的120℃的排烟温度是极不科学的，同时为预热器的改造和操作提供了依据。当年对预热器进行了改造，减小了预热器的换热面积，使预热器的排烟温度提高到160～180℃。另一方面预热器温度最低的部位是冷风入口处的换热管，这也是最先发生腐蚀、腐蚀最重的部位。为此在操作中适当开启热风旁路系统，从而提高入口空气的温度即提高冷空气入口处换热管的壁温，使之高于“露点”温度。通过改造加之严格操作，预热器的腐蚀问题得到了解决。
5.1.3对于塔顶部位的低温腐蚀是以加强一脱四注为主，材质升级为附的防腐办法，主要在空冷、冷却器管束等设备上采用一些耐蚀材料。
5.2工艺技术改造：我们车间的电脱盐装置过去采用交流电脱盐工艺，技术比较落后，特别是在掺炼外油的情况下，适应性差，脱后含盐含水严重超标，使装置的工艺参数波动大，影响装置的长周期运行，在1999年对电脱盐进行了改造，采用了交直流的电脱盐工艺，并在罐内增加分布槽、反冲洗等设备，通过近两个周期的运行证明，这种工艺能较好的适应装置生产的要求，特别是在掺炼外油的情况下，能发挥很好的脱盐脱水作用，从而有效缓解了塔顶系统的低温腐蚀。
5.3加强对低温部位的一脱四注的管理：在装置现有的条件下，加强一脱四注的管理，定时监测三塔顶的排水情况，及时调节，改变腐蚀发生的环境，对塔顶系统起到有效的保护作用。
5.4开展状态监测：检修中监测金相检查、挂片试验，定期对易腐蚀的设备、管线进行测厚，从宏观、微观两方面了解和掌握设备的状态，消除设备隐患。
6 结束语：经过十几年来的摸索实践，蒸馏装置已经总结出了一套保证装置长周期运行的办法，使设备运行周期逐年增加，从过去的一年到一年半，到现在的两年、两年半。在炼制辽河油的同类装置中处于领先水平，降低了生产成本，提高经济效益，给企业带来了丰厚的利润。
参考文献：
[1]邢学伟、单伟、尚大军.常减压蒸馏装置长周期运行的技术措施.炼油技术与工程2003.1
[2]付吉江、郭美莲.常减压蒸馏装置长周期运行分析与对策.炼油与化工2005.1
作者简介：
李杰，（1964- ），辽宁锦州人，现为辽宁石化职业技术学院，副教授。