顧 穎

（天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院有限公司，甘肅 蘭州 730060）

近年來(lái)原油的質(zhì)量日益變差，使得煉制的困難度及成本大幅增加，原油中水含量、鹽含量及油泥量等都有所加大，因此，為蒸餾裝置制定有效可行的防蝕方案愈發(fā)重要。此外，針對(duì)某裝置的腐蝕情況研究發(fā)現(xiàn)，其腐蝕位置已與以往不同，原主蒸餾塔中段區(qū)域的腐蝕情況極其輕微，現(xiàn)也出現(xiàn)了明顯的腐蝕問(wèn)題?；诖?，本文嘗試提出新的思路，建立行之有效的防腐蝕策略，確保蒸餾裝置的安全運(yùn)行。

1 蒸餾裝置檢修情況說(shuō)明

本文所述蒸餾裝置的主蒸餾塔由下到上共有42層塔盤(pán)，此次檢修計(jì)劃的主要工作為更新蒸餾主塔第5層至9層塔盤(pán)、第1層至4層塔底塔盤(pán)以及第39層至42層塔頂塔盤(pán)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)單位與檢修單位的監(jiān)理人員共同進(jìn)入蒸餾主塔對(duì)其檢查后發(fā)現(xiàn)，該裝置存在塔盤(pán)支撐橫梁、桁架腐蝕嚴(yán)重，煙囪層變形，支持環(huán)腐蝕裂開(kāi)、腐蝕熔解成小碎片且拆出量變少，GemPack填料層安裝處槽壁變形，罐體在GemPack層下方有熔解跡象，GemPack層下方腐蝕變形，CAP Tray腐蝕裂開(kāi)，支持座腐蝕塌陷等問(wèn)題。對(duì)檢修后裝置操作升溫后，發(fā)現(xiàn)主蒸餾塔的第一側(cè)回流取不上量，主塔第一側(cè)回流流量低，主塔頂溫幾乎全靠冷回流降溫，主塔頂溫偏高，約為167℃，不得已再度停工檢查。停爐后清理第一側(cè)回流泵濾網(wǎng)，并檢查第一側(cè)回流控制閥均無(wú)問(wèn)題，最后檢查發(fā)現(xiàn)蒸餾主塔第38層第一側(cè)回流取出溝槽的SUMP底盤(pán)脫落，這是造成第一側(cè)回流量偏低的原因。

1.1 主蒸餾塔腐蝕狀況說(shuō)明

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢修報(bào)告得知，蒸餾裝置在一定操作周期內(nèi)的進(jìn)料油及操作變量與以往發(fā)生變化；此次檢修蒸餾主塔塔盤(pán)配件等時(shí)發(fā)現(xiàn)的部件缺陷，在以前也未出現(xiàn)過(guò)；從現(xiàn)場(chǎng)提供的檢查照片及損壞位置來(lái)看，整體的腐蝕情況也與以往有不同之處。因此，用傳統(tǒng)的藥劑及原有的材料設(shè)計(jì)處理可能已無(wú)法解決本次發(fā)現(xiàn)的新腐蝕問(wèn)題，急需另擬定更可靠的方案。

1.2 主蒸餾塔檢修檢查

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)及檢修單位人員的協(xié)助，了解了蒸餾主塔各部位的腐蝕情況，包括塔頂?shù)乃P(pán)支撐環(huán)、上層主梁、GemPack、CAP tray等都有明顯的腐蝕現(xiàn)象，綜合來(lái)看，本次的主塔檢修檢查發(fā)現(xiàn)了與以往所了解的情況不同的多個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)有以下幾個(gè)需要注意的地方。

首先，蒸餾塔塔頂上8層的已知腐蝕傾向較高的部分，除CAP Tray使用不銹鋼外，其它主梁及塔盤(pán)支撐環(huán)等材料使用的是一般的碳鋼[1]。其次，主塔中間區(qū)域原本腐蝕傾向很輕微的地方也發(fā)現(xiàn)了明顯的腐蝕問(wèn)題。最后，主塔塔底的腐蝕狀況已不再是早期的硫化腐蝕問(wèn)題，單純使用含鉻合金鋼已難解決現(xiàn)存的腐蝕問(wèn)題。

為了解主蒸餾塔原有材料設(shè)計(jì)、各部位的使用壽命，查看了近十年的維修記錄并整理了檢修說(shuō)明，通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)可知，塔頂腐蝕傾向最高的上面4層（39~42層），即使使用普通不銹鋼，使用壽命仍可達(dá)四年。分配管、主梁及塔盤(pán)支撐環(huán)等配件的使用壽命也都可達(dá)十年以上，這對(duì)未加任何保護(hù)的碳鋼而言，使用壽命在合理范圍。然而，腐蝕情況發(fā)生變化的部分在主蒸餾塔中下層，對(duì)最底部的1層到4層塔盤(pán)及5層到8層GemPack的使用壽命進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該情況的出現(xiàn)可能與近幾年使用高含酸原油或劣質(zhì)原油有關(guān)[2]。

2 腐蝕防制方法制定

蒸餾裝置一般采用一脫四注的防腐蝕方法，借鑒以往經(jīng)驗(yàn)，只要選用的添加劑性能良好，加上連續(xù)水洗操作，應(yīng)該可以發(fā)揮出良好的防腐蝕效果，但鑒于目前原油質(zhì)量日益下降，除了采用原來(lái)的一脫四注的防腐蝕方法外，下面幾個(gè)方案的加入將更能強(qiáng)化已有的防腐蝕效果。

2.1 添加劑的使用

傳統(tǒng)一脫四注的添加劑處理，只能針對(duì)塔頂部分實(shí)施腐蝕防護(hù)。高酸原油腐蝕是指環(huán)烷酸腐蝕，環(huán)烷酸影響區(qū)域主要集中在210~420℃的原油餾分中。一般所說(shuō)的高酸原油是指總酸值在m（KOH）=0.5 mg/g以上的原油，以往的腐蝕影響區(qū)域在柴油段以下，而高酸原油腐蝕并非使用傳統(tǒng)藥劑就能處理，因此，需另外選用特殊的高溫防腐蝕劑進(jìn)行配合使用，才能使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)理想防護(hù)。高酸原油的環(huán)烷酸腐蝕機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，由于原油中總是含有硫化氫等活性硫化物，使得環(huán)烷酸腐蝕和硫腐蝕總是在交替進(jìn)行。從環(huán)烷酸分子在金屬表面的吸附及解離的角度來(lái)解釋?zhuān)壳按蠖鄶?shù)防腐蝕機(jī)理如下：

環(huán)烷酸與鐵首先反應(yīng)生成油溶性的環(huán)烷酸鐵，促使硫化鐵析出，產(chǎn)生更多的環(huán)烷酸，這會(huì)使腐蝕現(xiàn)象循環(huán)產(chǎn)生，設(shè)備因而遭受損壞。硫化氫有兩個(gè)作用，它可促使硫化鐵析出并連續(xù)產(chǎn)生腐蝕性的環(huán)烷酸，它也可能因高分壓產(chǎn)生的硫化鐵而抑制環(huán)烷酸腐蝕。由于眾多因子的交替循環(huán)作用，使得環(huán)烷酸腐蝕變得復(fù)雜而不易掌握。高溫防腐蝕劑的功能旨在設(shè)備表面形成穩(wěn)定的保護(hù)層，進(jìn)而減少環(huán)烷酸腐蝕的威脅[3]。但在流速高的彎頭、兩相流等區(qū)域，添加劑仍有其盲點(diǎn)，因此應(yīng)以材料的適度升級(jí)作為主要對(duì)策。可處理高酸原油腐蝕的添加劑主要包括高溫防腐蝕劑及脫鈣劑，部分高溫防腐蝕劑含有磷的成分，可能會(huì)造成處理裝置的觸媒中毒，同時(shí)，脫鈣劑的性能若不能有效發(fā)揮，太多的鈣也會(huì)影響后面裝置的觸媒性能，這是在選擇高溫防腐蝕劑及脫鈣劑時(shí)需要特別注意的。

2.2 材料的升級(jí)

環(huán)烷酸主要集中在210~420℃的原油餾分中，只有將此溫度區(qū)間的管線(xiàn)、相關(guān)設(shè)備及相關(guān)材料均予以適當(dāng)升級(jí)，才能確保操作的安全性。此外，高酸原油的腐蝕區(qū)域都在高溫段，設(shè)備一旦發(fā)生破漏，很有可能發(fā)生火災(zāi)，因此必須予以重視。

3 結(jié)語(yǔ)

從本次蒸餾裝置的檢修檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，主蒸餾塔腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生位置與以往已有不同，且腐蝕區(qū)域也發(fā)生較大變化，經(jīng)過(guò)分析可知，由于原油質(zhì)量的變化，使得傳統(tǒng)的腐蝕防治方法無(wú)法解決現(xiàn)在面臨的腐蝕威脅[4]。為解決目前困境，確保以后操作的安全性，除采用過(guò)去一脫四注的防腐蝕方法外，還要掌握油品質(zhì)量，并需特別注意酸值、環(huán)烷酸及含鈣量等問(wèn)題。此外，在處理高酸原油造成的腐蝕時(shí)，除引進(jìn)高溫防腐蝕劑及脫鈣劑外，必要時(shí)需要對(duì)材料進(jìn)行升級(jí)。