王艳萍，窦仁菊

（1．中国石油辽阳石化分公司炼油厂，辽宁辽阳111003；2．四川省冶金设计研究院，四川成都610015）

常减压蒸馏装置高温硫腐蚀与解决方案

王艳萍1，窦仁菊2

（1．中国石油辽阳石化分公司炼油厂，辽宁辽阳111003；2．四川省冶金设计研究院，四川成都610015）

为了研究高硫原油对常减压蒸馏装置的影响，特别是高温腐蚀的问题，基于某加工俄罗斯原油的常减压蒸馏装置几年来的腐蚀情况和腐蚀现象，对腐蚀原因和解决方案进行了讨论。通过对原油评价报告相关馏分中硫含量的分析、石油馏分活性硫腐蚀机理的分析、设备和操作参数的比较，确定了腐蚀原因。最后确定采用高温防腐蚀的思路，并推荐了一种解决方案。

常减压 硫腐蚀 高温 活性硫 解决方案

俄罗斯原油是国内炼油厂目前加工的主要油种之一，俄罗斯原油属于轻质石蜡基原油。由于近年来俄罗斯原油的硫含量逐步增高，给炼油装置的防腐蚀带来较大的压力。某炼油厂5．5 Mt／a常减压装置自2010年100%加工俄罗斯原油以来，高温部位（＞250℃）持续出现腐蚀。现对几年来腐蚀情况、腐蚀现象、腐蚀原因和解决方案进行分析和讨论。

1 腐蚀历史和腐蚀现象

腐蚀的情况和现象见表1。减底泵轴变细见图1，阀杆变细见图2。

表1 腐蚀事例和现象

图1 减底泵轴

图2 阀杆

根据腐蚀历史记录和腐蚀部位的特点，腐蚀的流程区域集中在减压的下部及侧线；腐蚀的温度范围集中在＞350℃；具体位置集中在高流速和因设备结构造成的湍流区域。

2 腐蚀原因

2．1 原油评价

该炼油厂中心化验室在2014年、2015年及2016年对加工的俄罗斯原油进行了7次采样分析，其中石脑油（初馏－170℃）、柴油（170～350℃）、蜡油（350～530℃）和重油（＞530℃）中的硫含量数据见图3。

图3 馏分油中硫的质量分数

从图3可以看出：（1）各馏分中的硫质量分数基本稳定；（2）馏分越重，馏分中的硫含量越高。可见，如果不考虑硫的性质，重油的高温硫腐蚀压力最大。

2．2 活性硫

高温硫腐蚀速度的大小，取决于原油中活性硫的多少，同时也与总硫量有关系［1-2］。

活性硫的特点是可以和金属直接反应成金属硫化物。在200℃以上，硫化氢可和铁发生直接反应生成 FeS。360～390℃生成率最大，至450℃左右减缓而变得不明显。在350～400℃，单质硫很容易与铁直接化合生成FeS。在这个温度下，H2S可以发生分解：

H2S＝＝＝ H2＋S

分解出的活性硫和铁的作用极强烈。减压塔下部以单质硫腐蚀为主。

Fe＋S＝ ＝ ＝FeS

因此，基于高温硫腐蚀的特点和常减压的工艺流程，减压塔高温部位存在高温腐蚀的风险。如果活性硫含量比例相同，350～400℃的部位高温硫腐蚀的风险最大。

2．3 设备与操作参数

由于高温腐蚀的速率与腐蚀介质含量、流速和温度等有关，详见表2。重要部位材质均为Cr5Mo。

表2 重要部位的的操作参数和设备规格

2．4 腐蚀原因

基于原油评价数据，减底线硫含量最高；基于活性硫分布，减底油属于活性硫集中的部位；基于操作参数，减底线高温硫腐蚀的风险最大。这与实际生产中腐蚀情况和腐蚀现象完全相符，可以认定减底线的腐蚀属于高温硫腐蚀。

3 解决方案

由于加工原油的性质处于变化之中，因此解决方案包括腐蚀监测和腐蚀控制两部分。

3．1 腐蚀监测

任何部位的腐蚀监测不能只依赖单一的监测手段。作为高温防腐常用的监测手段有：（1）电子探针；（2）腐蚀挂片；（3）油品分析（油品硫含量和金属含量的分析）；（4）厚度监测与X射线检测技术；（5）常规的外观检查；（6）即时测试方法。

根据此炼油厂的现场情况，建议采用探针检测油品中铁含量并结合定点测厚。

3．2 腐蚀控制

这里推荐一种加注高温缓蚀剂的解决方案，即加注含磷的有机化合物。缓蚀剂的活性主分与金属Fe发生化学反应，在设备生成一种钝化膜。这种钝化膜不与活性硫反应，因而将金属与活性硫隔离。

此方案在实施过程中，对基础条件、操作参数、效果跟踪和方案优化都有较高的要求。建议选择专业且经验丰富的公司实施。

4 结束语

俄罗斯原油作为目前国内加工的主要油种之一，其腐蚀问题越来越突出。腐蚀的原因、装置防腐能力的评估、腐蚀趋势的监测和合适的解决方案都是需要关注的问题。

［1］ 田松柏．原油及其馏分油中活性硫的测定方法［J］．石油化工腐蚀与防护，1999，16（1）：25-28．

［2］ 黄元伟．高温硫腐蚀与防护［J］．腐蚀与防护，1997，18（6）：243-246．

Analysis and Countermeasures of High-Temperature Sulfur Corrosion in Atmospheric and Vacuum Distillation Unit

Wang Yanping1，Dou Renju2
（1．Refining Plant，CNPC Liaoyang Petrochemical Company，Liaoyang 111003，China；2．Sichuan Metallurgical Design＆Research Institute，Chendu 610015，China）

Based on corrosion history and phenomena of the atmospheric and vacuum distillation unit processing Russian crude oil，corrosion causes and countermeasures were discussed，in order to study the influence of high sulfur content in crude oil on the unit，especially under high temperature．Corrosion causes were determined based on the analysis of sulfur content in the petroleum fractions and active sulfur corrosion mechanism，as well as the comparison of equipment and operation parameters．Finally，the program of high-temperature corrosion protection was clarified and a solution was recommended．

atmospheric and vacuum distillation unit，sulfur corrosion，high temperature，active sulfur，solutions

2017-07-17；修改稿收到日期：2017-07-25。

王艳萍（1973—），高级工程师，长期从事炼油技术管理工作。E-mail：wanyanping3＠petrochina．com．cn

（编辑 王菁辉）