常压装置常顶空冷器腐蚀的原因分析及对策

孙  岩，毛天宇

（陕西延长石油（集团）有限责任公司榆林炼油厂，陕西 榆林  718500）

摘  要：常压装置是对原油一次加工的蒸馏装置，即将原油分馏成汽油、煤油、柴油、渣油等组分的加工装置，并为后续二次加工提供原料。随着装置运行周期的增长，常压装置主要设备腐蚀也在不断加剧，影响着设备的运行效率及安全。文章主要分析常压装置常顶空冷器腐蚀的机理和原因，结合企业的实际情况，通过加强腐蚀监测、加强设备运行管理、采用新试剂等方法，降低腐蚀泄露几率，延长了设备使用寿命。

关键词：常压装置；常顶空冷器；腐蚀；原因；对策

引言

常压装置在石油加工过程中发挥了重要作用，其运行工况和设备完好性影响着生产效率、生产安全和产品质量。常顶空冷器的腐蚀问题在常压装置中属于比较突出的问题之一，相关人员需要重视常顶空冷器腐蚀问题，深入分析产生腐蚀现象的原因，并从原因入手，探讨并研究相应的对策和解决方法，积极探索应对腐蚀问题的手段，提升设备质量，使其平稳运行，助力企业发展。

1 常顶空冷器腐蚀原因

1.1 腐蚀机理

常压装置腐蚀通常由生产过程中参与生产的化学物质导致，经过各种反应后生成具有腐蚀性的物质和气体，在长时间累积之下腐蚀设备，影响设备的正常运行，降低生产安全性。

当原料中含有大量的无机盐时，部分无机盐在高温环境中容易发生水解，产生气态氯化氢，并与水蒸气结合后生成盐酸，腐蚀常顶空冷器中的金属部件，造成设备问题。

如物料中含有硫化氢以及其他可以生成硫化氢的硫化物，在高温环境下，硫化氢气体可能在酸性条件作用下出现电离，硫化氢水溶液加快释放氢，产生更加剧烈的腐蚀。硫化氢在生产过程中产生了硫化亚铁保护膜，这一保护膜又会与氯化氢发生反应，生成氯化铁。然而，生成的氯化铁将被水汽带走，导致设备内部的保护膜缺失，再次与硫化氢发生反应，重复上述反应过程。当反应发生次数较多时，将会在设备内部产生较为严重的氢渗透现象，严重情况下发展成设备开裂等严重问题。

1.2 腐蚀原因

露点腐蚀现象是介质在进入空冷后形成水滴、并在设备下方位置形成液态水，进而出现的腐蚀现象。垢下腐蚀常见于管道缝隙中，当相关人员在开展配管工作时未能严格按照均匀等高配管的设计原则时，可能导致塔顶馏出物无法均匀分布在多台空冷器中，使得部分空冷器中的物流量与平均值有着较大差异。在这种情况下，如果空冷器管束与衬管的连接质量较差，过度焊接或焊接密封不到位，将会在衬管和管束之间形成缝隙和死区，从而出现垢下腐蚀[1]。图1为常顶空冷器衬管以及泄露位置，通常情况下，腐蚀与渗透部位相近。

图 1 常顶空冷器衬管及泄露位置

2 应对常顶空冷器腐蚀的对策和方法

2.1 加强设备管理

设备的实际运行情况是判断是否出现腐蚀问题的重要评判标准，相关人员在使用设备的过程中应当加强设备管理工作。如在检测空冷管束是否有偏流情况时获得了以下数据：

表 1 常顶空冷器各部位实测温度

从表1可知，个别管束出口实际测得的温度与各支路汇总后温差较大，这一现象说明设备中出现了偏流，需要检查冷风机以及其它设备的实际情况。

2.2 重视设备检修

为了及时发现并解决常顶空冷器腐蚀问题，相关人员需要重视设备检修工作，定期检查设备情况，从中分析设备状态，及时发现异常现象，尽快解决腐蚀问题，以免腐蚀部位的扩散和日益严重，影响设备的正常使用和运行。经过设备检修工作，相关人员可以及时发现设备中存在的泄漏以及腐蚀问题，并运用有效手段解决问题，提高设备运行质量[2]。

检修人员需要观察常顶空冷器外观的完整性，寻找其中存在的破损、裂缝等，查看有无泄漏痕迹，保证设备的完整性，避免损伤扩大，影响设备运行。确认设备零部件无损伤后，检修人员可以进一步测定设备部件的性能。以翅片管和异径接管为例，表2为最近一次装置大检修时检测人员在常温条件下对翅片管以及异径接管开展的硬度测试结果。从表2数据可知，此次检修工作中并未发现翅片管或异径接管的硬度存在问题，八个样品的硬度检测数值均符合行业规范中对材质硬度的要求，无腐蚀问题。

表 2 常温下翅片管和异径接管的硬度

2.3开展腐蚀监测

监测工作使得相关人员可以随时掌握常顶空冷器设备的运行状态和基本情况，根据异常信息的反馈明确设备问题，从设备数据出发分析故障问题的产生原因，划定腐蚀范围，为后续的处理工作奠定基础。腐蚀监测工作是防设备腐蚀的重中之重，相关部门及人员需要开展全面、立体的腐蚀监测工作，防范腐蚀问题的出现。

相关人员在腐蚀监测工作中可以使用停工检查测厚手段，将其作为主要工作内容，掌握常顶空冷器设备的实际情况。在此基础上，为了实现更先进更全面的监测，相关人员在可以在设备运行环境中安装相应的监测设备，通过在线监测防范腐蚀问题的出现和发生。在此过程中，相关人员需要建立腐蚀管理台账，详细记录腐蚀监测工作的具体情况和工作数据，方便工作人员以信息数据为基础分析常顶空冷器设备的运行状态，并预测设备寿命。另外，为了提升工作质量，相关人员可以考虑组建专门的工作队伍，以专业化手段开展腐蚀监测工作。工作人员可以总结常顶空冷器设备腐蚀监测工作的规律，总结要点和工作经验，提高腐蚀监测的有效性。

2.4 优化工艺手段

目前，在常压装置常顶空冷器中常用的工艺手段为冷回流和热回流工艺。为了在最大程度上发挥工艺手段的优势和长处，减少因技术手段出现的常顶空冷器腐蚀问题。相关人员需要从工艺特点入手，优化现有的工艺手段。在冷回流工艺中，相关人员可以控制回流温度，去除原理中存在的腐蚀性杂质，尽可能规避急冷区的形成，并科学使用中和缓蚀剂[3]。针对热回流工艺，相关人员可以重视原料提炼工作，提高前注水量，并将其平均分配到各组空冷器中，结合涂层防腐手段减少防腐问题。

2.5 采取防护手段

在防范常顶空冷器腐蚀问题的过程中，相关人员可以采取相应的防护手段，在最大程度上降低物料偏流冲刷以及相关化学物质对设备造成的腐蚀和侵蚀。

在实际生产中，盐酸属于较为典型的非氧化性酸，对钢铁材质的设备造成了一定腐蚀。通常情况下，腐蚀速度以及程度将会随着盐酸浓度的提升而提升。

在实际防腐工作中，相关人员可以通过向盐酸溶液中注氨的方式提高pH值，从而放慢腐蚀速度。从运行经验得知，系统pH值越低，注氨缓蚀的效果越好。随着pH值的上升，缓蚀率的增幅变小。因此，注氨缓蚀的方法在防腐过程中起到了重要作用，但需要注意注入量以及系统pH值的数值，将缓蚀效果维持在最佳状态。

2.6 使用新中和剂

以注氨缓蚀方法为基础，相关人员和专家学者研究出了许多调整pH值的方法，从而起到防腐作用。在此过程中，相关人员可以使用新型中和剂，采用科学、合理、高效的手段将pH值控制在适宜范围内，通过借鉴相关型腐蚀对比实验，以表3为例，展示了在中性条件下注射缓蚀剂的实验效果。

表 3 中性左右条件下注缓蚀剂对比试验

在实际应用中，相关人员可以根据设备运行情况选择新型中和剂，将pH值控制在6.8～8.5的范围内，使设备系统处于中性或弱碱性的环境，减少腐蚀问题的出现[4]。另外，中和剂的使用在一定程度上有助于缓蚀剂充分发挥作用。

相关人员应该关注中和剂的注入，以负荷状况为基础，避免注入中和剂的操作影响常顶空冷器的正常运行。图2展示了相关人员在使用中和剂防腐时可用的工艺流程。

图 2 常压塔顶防腐蚀流程

3 提升设备腐蚀防范工作质量的策略

针对常顶空冷器设备腐蚀问题进行防范工作已经成为重要的工作内容，相关人员在设计并开展防范工作时应当关注腐蚀防范工作的质量，采取相应的措施和手段，高质量清除常顶空冷器设备中存在的风险隐患因素，降低腐蚀问题出现的可能性。

工作人员是开展各项工作的基本单元，其能力水平与工作质量息息相关。因此，企业以提高员工素质、保障工作质量为目的，开展了一系列提升员工综合素质的工作。在生产过程中，相关人员强调了安全生产守则，严格要求员工遵守生产规范，在防护用品佩戴齐全的前提下进入生产工作区域。由于工作性质较为特殊，具有一定的危险性，企业从实际情况出发，邀请专家举办专业技术知识讲座培训，结合岗位练兵、技能比武等活动向基层员工强调安全生产的重要性，引导员工按照流程规范操作，从而规避腐蚀问题。

企业搭建了完善的工作框架和流程，统一思想认识，成立了专门的负责机构，明确各个部门和岗位人员的职责，将腐蚀防范工作落实到具体人员上，从多个角度防范腐蚀现象的出现。另外，相关人员和专家学者通过研究大量生产实践工作得出了常顶空冷器腐蚀的基本信息，研究出了行之有效的方法、试剂等，相关人员可以结合研究成果防范腐蚀问题。

4 结论

常压装置常顶空冷器的腐蚀现象通常由生产过程中涉及的化学物质导致，不同化学物质以及反应过程产生了不同的腐蚀问题和表现特征。在实际工作中，相关人员在面对设备腐蚀问题时可以加强设备管理工作，定期开展检修工作，以腐蚀监测为手段，掌握设备的基本情况，及时处理可能造成腐蚀的影响因素。另外，可以优化现有的工艺手段，使用新型高效中和缓蚀剂以及其他防护手段。

参考文献：

[1]何明川,张新昇.常减压蒸馏装置常压塔顶空冷腐蚀问题分析[J].炼油与化工,2021,32(05):39-41.

[2]蒋苏.常压装置常顶空冷器腐蚀的原因分析及应对措施[J].硫磷设计与粉体工程,2023(02):18-23+5.

[3]张海宁.浅谈常减压装置常顶回流工艺及腐蚀控制[J].石油化工设备技术,2022,43(02):48-51+6.

[4]樊学东,李阿君,常林.基于常压蒸馏塔塔顶空冷器腐蚀原因及对策[J].化学工程与装备,2022(05):178-179.