案例分析 | 常减压装置减顶冷凝冷却系统腐蚀原因分析

一、装置及测点信息

150万吨/年常减压装置，主要包括电脱盐、原油一次闪蒸、常压蒸馏、减压蒸馏四个部分。装置为燃料型装置，经常减压蒸馏切割出粗汽油、轻柴油、重柴油、蜡油和渣油馏份。

常减压蒸馏是原油加工的第一道工序。本装置是根据原油中各组份的沸点（挥发度）不同，用加热的方法从原油中分离出各种石油馏份。

其中常压蒸馏蒸馏出低沸点的汽油、柴油等组份，而沸点较高的蜡油、渣油等组份留在未被分出的常压渣油中。

将常压渣油经过进一步加热后，送入减压蒸馏系统，使常压渣油在避免裂解的较低温度下进行分馏，分离出加氢裂化、催化裂化原料等二次加工原料，其中减压渣油做为催化裂化装置的原料。

二、问题描述

该装置测点于2019年7月份运行，一直处于较低腐蚀状态。到2021年12月，经历了两次腐蚀报警，第一次为2021年5月-2021年8月，第二次为2021年9月-2021年10月。

如图所示，期间腐蚀速率最高达到0.549mm/a。现场采用脉冲涡流检测该管线弯头外弯部位发现局部腐蚀与点蚀，腐蚀深度最大的点位剩余厚度分别为10.4mm和12.6mm，减薄率为9.52%。

三、原因分析

原油中80%以上的硫集中在常压渣油中，这些硫化物的结构比较复杂，在高温条件极易分解生成硫化氢和较小分子硫醇。当有水存在时，这些硫化氢和硫醇对铁质设备具有明显的腐蚀作用，

反应过程为：

H₂S = H⁺+ HS

HS^- = H⁺+ S₂^-

这是一种电化学腐蚀过程：

Fe→ Fe₂⁺+ 2e

阴极反应：

2H⁺+ 2e→ H₂

Fe₂⁺与 S ₂^- 及 HS^-反应：

Fe₂⁺＋ S₂^-＝FeS

Fe₂⁺+HS^-= FeS+H ⁺

另外，硫与铁可直接作用生成硫化亚铁：Fe＋S＝FeS 。生成的硫化亚铁结构比较疏松，均匀地附着在设备及管道内壁。

而该装置与4月15日停车检修，5月1日装置重新开车，从腐蚀速率图谱可以得知，装置重新运行后腐蚀速率开始升高，

分析可能是因为装置停车期间对管线内部进行吹扫冲洗或是重新开车后在该出口阀法兰后方部位形成湍流，破坏了原本附着在管道内壁的硫化亚铁保护膜，

通过API-571我们可知减顶的主要腐蚀机理为HCl-H₂S-H₂O腐蚀，该管线材质为普通碳钢，当附着在管道内壁的硫化亚铁保护膜被破坏后，该管线处于HCl-H₂S-H₂O腐蚀环境下。

在此环境下，碳钢会产生严重的均匀腐蚀。

但是由于局部部位的湍流破坏硫化亚铁保护膜，导致发生局部腐蚀可能性大，该结果已经得到脉冲涡流检测的验证。

四、防腐建议

1. 密切监控减顶污水铁离子和氯离子含量，根据减顶污水pH值调节中和剂注入量，并适当增加塔顶缓蚀剂注入量；

2. 在保证减压拔出率基础上，通过优化工艺参数，适当提高塔顶温度，促使减顶低温系统露点腐蚀发生转移，防止水分由气相转为液相；

3. 加强挥发线弯头、换热器、空冷器出入口的腐蚀监测，也可以采用脉冲涡流扫查等先进技术进行全面排查

编辑：吴祺

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