常减压装置防腐

王万军

摘要：常减压装置污油回炼，对装置的防腐及生产造成了很大的影响。常减压装置最有效的防腐手段就是工艺防腐，一般都采用“一脱三注”。通过对两套常减压装置的含盐、含水合格率分析，发现进行污油回炼对电脱盐脱水合格率无明显影响，但会导致电脱盐脱盐率的下降。另外当电脱盐脱盐效果较差时，加重塔顶的腐蚀，因此脱盐合格率的下降，也会导致中和剂、缓蚀剂用量的增加。建议一是选择适合混炼原油的破乳剂。二是污油进行有效处理，油、泥、水分离后，清油进行回炼，减少对回炼装置的生产操作影响。三是中和剂缓蚀剂的注入量要根据塔顶铁离子含量及pH值分析结果、设备检测结果来进行调节。

关键词：防腐 污油 一脱三注

1前言

炼油厂污油回炼是降低原油加工损失的重要环节。在生产过程中，各装置产生的污油，因产生的部位较多，此类污油组成复杂，从较轻的汽油组分到较重的渣油组分都会出现，并且含不饱和烃，其中含胶质、沥青质高，乳化能力强、含水率高等特点，回炼难度大。本文为加工硫含量较高的俄罗斯原油。

2常减压装置的防腐措施

2.1含盐对常减压装置的危害

原油中含有的MgCl₂、CaCl₂、NaCl等在生产过程中发生水解产生HCl，HCl溶于水中形成盐酸，具有很强的腐蚀作用，造成常减压装置的初馏塔、常压塔和减压塔顶部系统的腐蚀^[1]。

常减压装置最有效的防腐手段就是工艺防腐，一般都采用“一脱三注”，即原油电脱盐，塔顶挥发线注中和剂、注缓蚀剂、注水。

2.2常减压装置的防腐措施

2.2.1电脱盐

原油在电场、破乳剂、温度、注水、混合强度等因素的综合作用下，破坏原油乳化状态、实现油水分离的过程。由于原油中的大多数盐溶于水，这样盐类就会随水一起脱掉。

2.2.2塔顶三注

在初馏塔、常压塔、减压塔顶馏出线上注中和剂、缓蚀剂、水，是低温部位设备防腐的有效措施。注入中和剂的目的是中和塔顶馏出物中的HCl、H₂S等酸性物质，调整冷凝冷却系统水的pH值。缓蚀剂能吸附在金属表面上形成保护膜，使腐蚀介质不能与金属表面接触，因此具有保护作用。注水的目的一是可以使露点前移，保护设备；二是可以溶解洗涤NH₄Cl，防止NH₄Cl在设备内部积垢堵塞设备^[2]。

3回炼污油对常减压装置防腐的影响

3.1污油混炼对常减压装置电脱盐脱盐效果的影响

炼油厂的轻污油、重污油均在常减压装置进行回炼。Ⅱ套常减压装置开工后，炼油厂污油在Ⅱ套常减压装置进行回炼，Ⅰ套常减压装置单炼俄罗斯原油。通过对两套常减压装置48组1488个脱后含盐分析指标、48组2155个脱后含水分析指标进行对比分析，发现混炼污油导致电脱盐脱盐率下降。

图1单炼原油与混炼污油的脱后含盐月合格率对比折线图

图2 单炼原油与混炼污油的脱后含水月合格率对比折线图

从图1上可以看出2011年Ⅱ套装置开工后在8月、9月的电脱盐脱后含盐效果较好，但随着污油回炼累积量的增加，脱后含盐合格率也随之下降。2014年2月Ⅱ套装置停产后，污油在Ⅰ套装置回炼，电脱盐的含盐合格率较炼制纯俄油时下降幅度很大。

从图2中可以看出，混炼污油对电脱盐的脱后含水合格率无明显影响。

Ⅰ套常减压装置从混炼到炼制纯俄油的脱盐合格率来看，一旦装置混炼污油后，对电脱盐的影响不会因停止回炼而停止，说明一些物质会在电脱盐罐中累积，在正常生产时无法通过反冲洗等手段排出，对脱盐率造成长久的影响。

3.2污油混炼对常减压装置电脱盐操作的影响

Ⅰ套常减压装置在混炼污油后，每周进行一次电脱盐反冲洗，能冲洗出来的大量的油泥。Ⅱ套常减压装置的含盐污水水冷器的堵塞情况严重。混炼污油增加了反冲洗次数的同时，增加了水的消耗，增加了装置的加工成本。另外反冲洗本身也会对电脱盐操作造成一定影响，反冲洗时需要停电脱盐注水，降低电脱盐的界位，这期间电脱盐对原油的脱水脱盐效果极弱。这期间的原油进入后续流程，增加装置的腐蚀、结垢等，对装置安全生产、设备运行周期都产生不良影响。

3.3污油混炼对后续装置的影响

污油中含有焦粉、不饱和烃、油泥等。焦粉无法在常减压装置生产中去除，它会分散存在于各馏分油及塔顶气中。不饱和烃易氧化结焦，造成设备堵塞。特别是重污油中硫化物及其它有害的重金属含量高，因此在常减压装置回炼污油，会将洁净的原油原料污染，品质变差，加重常减压装置的低温硫腐蚀及高温硫腐蚀。

3.4混炼污油对塔顶防腐的影响

俄罗斯原油中硫含量较高，含硫化合物分解放出H₂S，与金属反应生产FeS，可以附在金属表面上起保护作用。当混炼污油电脱盐脱盐效果较差时，塔顶HCl含量就会增加。当有HCl存在时，HCl与FeS反应破坏保护层，放出H₂S进一步加重腐蚀。因此脱盐合格率的下降，也会导致中和剂、缓蚀剂用量的增加。

缓蚀剂的成膜条件为弱碱性，随着酸性的增强，缓蚀剂的成膜条件变差，防腐效果减弱。通过对Ⅱ套常减压装置的560组常顶pH值、铁离子合格率进行对比分析，发现当pH值控制在7~7.5时，在中和剂、缓蚀剂用量较少的情况下，能保证三塔顶铁离子合格率达到94.12%，塔顶腐蚀较轻，而且降低了中和剂缓蚀剂的使用成本。当pH值小于6.5时，铁离子合格率极低，只有55.77%，塔顶腐蚀极为严重。当pH值为6.5~6.9时，铁离子合格率有一定程度的提高，能达到84.51%。

图3 常顶脱水铁离子合格率与pH值关系图

研究已发现在低pH值下H₂S的溶解度很小，随着pH值的增高H₂S溶解度也增加，当pH值达到8.0左右时，H₂S的腐蚀作用最大。虽然pH值大于8时，塔顶铁离子合格率保持很高，不但中和剂、缓蚀剂的耗量增加，而且使含硫污水pH值超环保指标，同时一旦调节不及时，就会造成铁离子超标，造成塔顶系统的严重腐蚀。

4针对常减压装置混炼污油的建议

4.1破乳剂的选择

破乳剂是有一定选择性的，不同的原油性质应选择不同的破乳剂。因此混炼原油与炼制纯俄罗斯原油使用的破乳剂应是不同的。

4.2炼厂污油回收

常减压装置作为原油一次加工装置，原油性质较为洁净，混兑污油后，除增加原油的脱盐难度外，所含的焦粉等杂质随着原油的分馏，进入到常减压装置的塔、罐、换热器等设备内，同时会进入到各馏分油中，造成下游装置原料的品质下降及不良影响。另外混炼污油，也会增加常减压装置的能耗。

目前国内重污油回收的方法主要为两种：一是得用油-水-固三相离心机进行分离，优点是可以实现 油、泥彻底分离，缺点是一次性投资大，回收的污油带有大量的乳化水。二是采用投加热化学药剂的重力沉降法，优点是油、水分离效果佳，缺点是回收油含有较多的有机污泥，不能成为常减压装置的优质原料^[1]。

建议污油进行有效的处理，油、泥、水分离后，清油进行回炼，减少对常减压装置回炼污油时生产的影响。

4.3中和剂缓蚀剂用量

中和剂缓蚀剂的使用目的就是为了减缓设备的腐蚀速率，达到防腐效果。不同厂家生产的注剂有效成份不同，使用量也会不同，因此它的注入量是否合适也应该从塔顶铁离子含量及pH值分析结果、设备检测结果上来决定。

5结束语

常减压装置混炼污油对装置的“一脱三注”有着很大的影响，直接影响着装置的长周期安全平稳运行。特别加工含硫的俄罗斯原油，装置腐蚀情况严重，发生多次设备泄漏、阀门腐蚀失灵、着火等事故，因此采用有效的污油回炼工艺，减少混炼对常减压装置的影响是常减压装置安全生产、长周期运行的保证。

参考文献：

[1]孙宇、胡建凯主编、《石油化工技术与经济》中《炼油厂重污油回炼新工艺的研究》、石油化工技术与经济杂志社、2014年10月第5期、33页。

[2]张德义主编、《含硫含酸原油加工技术》、中国石化出版社、2013年1月第1版、367页。

作者简介：王万军、男、辽阳石化分公司炼油厂常减压车间、高级技师、辽宁省辽阳市宏伟区西环路10#