近些年來，隨著加工原油性質(zhì)的劣化，煉廠設(shè)備的腐蝕問題日益突出。本文通過對(duì)陜北某煉油廠常減壓裝置腐蝕機(jī)理研究，提出一系列防腐蝕對(duì)策，重點(diǎn)對(duì)減壓塔填料中實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的CTS不銹鋼抗腐蝕技術(shù)進(jìn)行介紹，通過現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用對(duì)比，該技術(shù)抗腐蝕性能良好，具備推廣意義。
為了提高原油的拔出深度，同時(shí)避免原油在高溫時(shí)分解，現(xiàn)代化的原油蒸餾裝置都采用在常壓和減壓下操作，即常減壓蒸饋。常減壓裝置由于受原油中各種腐蝕介質(zhì)的直接作用，是煉油廠腐蝕最嚴(yán)重的裝置之一。由于混合原油密度、含硫量、酸值的增高加重了對(duì)設(shè)備的腐蝕，由于腐蝕造成裝置被迫停工的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，使經(jīng)濟(jì)受到很大的損失。
1腐蝕機(jī)理分析
陜北某煉油廠（以下簡(jiǎn)稱煉油廠）加工原油為陜北生產(chǎn)低硫低酸原油，通過數(shù)據(jù)分析常減裝置主要是低溫部位和高溫腐蝕，低溫腐蝕主要表現(xiàn)形式為“HCl—H2S—H2O”腐蝕，原油加熱后，在水蒸氣的補(bǔ)助作用下進(jìn)行蒸餾，加熱過程中生成的腐蝕介質(zhì)氯化氫和硫化氫同原油中輕組分一同揮發(fā)，當(dāng)它們都以氣體狀態(tài)存在時(shí)是沒有腐蝕性的，或者說腐蝕性很輕，但是，在冷凝區(qū)域出現(xiàn)液體水時(shí)，便形成腐蝕性很強(qiáng)的HCl—H2S—H2O環(huán)境。
高溫腐蝕主要是硫化物腐蝕，原油中硫化物在高溫下釋放的H2S與鋼鐵反應(yīng)生產(chǎn)FeS保護(hù)膜，FeS保護(hù)膜與HCl反應(yīng)生成FeCl2，FeCl2易溶于水，易被水沖掉，因而會(huì)局部剝掉FeS保護(hù)膜，使此處的金屬失去保護(hù)膜再次與HCl反應(yīng)，如此循環(huán)的過程，大大加速了設(shè)備的腐蝕。
2應(yīng)對(duì)腐蝕對(duì)策
2.1提高電脫鹽技術(shù)
監(jiān)控原油的酸值，調(diào)整電脫鹽注水量。為了減少設(shè)備的腐蝕，煉油廠采用了三級(jí)電脫鹽系統(tǒng)加裝超聲波破乳系統(tǒng)，自2013年8月12日開始投用一級(jí)超聲波破乳系統(tǒng)，進(jìn)行電脫鹽，保證脫后含鹽在3mg/L。隨之，控制pH在7~9時(shí)，Fe2+濃度明顯下降，能夠達(dá)到3mg/L，所以通過嚴(yán)格的控制脫后含鹽、中和劑注入量及濃度來控制pH值，設(shè)備降低腐蝕取得了一定成效。
2.2添加高溫緩蝕劑
根據(jù)腐蝕速率和鐵離子濃度隨時(shí)調(diào)整注劑量，在緩蝕劑配置槽配制成1%水溶液，由緩蝕劑泵注入減壓塔頂油氣揮發(fā)線。緩蝕劑能吸附在金屬表面上，形成單分子層的抗水性保護(hù)膜，使腐蝕介質(zhì)不能與金屬表面接觸，從而保護(hù)金屬表面不受腐蝕。延安煉油廠在這方面也做了工作，取得了一定效果。
2.3引進(jìn)CTS不銹鋼抗腐蝕技術(shù)
CTS不銹鋼抗腐蝕技術(shù)即通過化學(xué)—電化學(xué)方法，在不銹鋼表面生成納米級(jí)新材料漸變膜層，移除不銹鋼表面鐵元素，形成蜂窩孔狀結(jié)構(gòu)，加入鉻、鉬等抗腐蝕元素于孔狀結(jié)構(gòu)內(nèi)以氧化/致密新材料表面。
3CTS不銹鋼抗腐蝕技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用評(píng)價(jià)
2015年11月—2017年3月在煉油廠300萬噸/年常減壓裝置進(jìn)行CTS不銹鋼抗腐蝕技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)測(cè)試，該裝置處理原油為延安混合原油，酸值0.27 mgKOH/g，硫含量0.07%，測(cè)試位置位于四段頂（溫度260℃）和五段頂（溫度330℃）。
經(jīng)過3年時(shí)間運(yùn)行，通過對(duì)比四段、五段頂部CTS樣片與普通317L材質(zhì)填料，317L具備明顯肉眼可見腐蝕，CTS-317L樣片未見明顯腐蝕，通過對(duì)其樣片進(jìn)行拉伸測(cè)試，五段317L樣片拉伸強(qiáng)度為145MPa，而五段CTS-317L樣片拉伸強(qiáng)度達(dá)到403MPa。
4結(jié)束語
1）應(yīng)用CTS技術(shù)對(duì)不銹鋼填料處理，可以明顯提高不銹鋼基體材料在減壓蒸餾條件下的抗腐蝕性能，可有效延長(zhǎng)填料產(chǎn)品使用壽命，并防止塔內(nèi)件表面的積碳結(jié)焦，為裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行提供了保障；
2）經(jīng)CTS技術(shù)處理的塔內(nèi)件產(chǎn)品可連續(xù)使用兩到三個(gè)生產(chǎn)周期，有效降低檢修采購(gòu)成本與檢修費(fèi)用，縮短檢修時(shí)間，減少因停工檢修帶來的效益損失，增加裝置的運(yùn)行效益，值得全煉化行業(yè)推廣使用。