1 裝置概況及原油加工情況

沿海某煉油廠主要裝置有常減壓蒸餾裝置與減粘裂化裝量，產(chǎn)品為燃料油和重交瀝青。原設(shè)計(jì)原油加工能力為1500kt／a，經(jīng)過擴(kuò)能改造，現(xiàn)加工能力已達(dá)到2500kt／a。主要設(shè)備有塔6臺(tái)、加熱爐3臺(tái)、容器19臺(tái)以及冷換設(shè)備69臺(tái)。裝置低溫部位采用“一脫三注”工藝防腐措施，高溫部位在采用耐腐蝕材料的基礎(chǔ)上，還在幾個(gè)關(guān)鍵部位注入高溫緩蝕劑以減緩環(huán)烷酸腐蝕。

該煉油廠所加工的原油全部為渤海灣高酸值重質(zhì)原油，以綏中36－1、蓬萊193、曹妃店、渤中25-1以及旅大10－1等5種原油為主，同時(shí)還加工少量的錦州9－3、南堡35－2、秦皇島32-6和其他原油。這些原油均為低硫高酸值重質(zhì)原油，硫含量小于0.5％，酸值（KOH）大于1mg／g，其中綏中361原油硫含量最低，僅為0。031％，蓬萊19－3原油硫含量最高，為0。32％，渤中25－1原油酸值（KOH）最低，為1。36mg／g，旅大101原油酸值（KOI）最高，達(dá)6。46mg／g。該煉油廠加工的5種主要原油的密度、酸值及硫含量等性能數(shù)據(jù)見表1。

2 減壓塔塔壁和墳料材質(zhì)

減壓塔為填料塔，塔頂設(shè)蒸汽噴射抽真空系統(tǒng)，真空度為98658。3Pa（740mmHg）。工藝流程設(shè)有減一中、減二中兩個(gè)中段回流，以及減一線、減二線、減三線和減四線四個(gè)側(cè)線。減二線填料部位筒體環(huán)焊縫上部的筒體材質(zhì)為20R復(fù)合3mm的0Cr13Al，其余部位筒體材質(zhì)為20R復(fù)合3mm的316L。該減壓塔共有6段填料，其中減一線和減一中填料材質(zhì)為321，其余四段填料材質(zhì)為316L。

3 腐蝕檢查情況

在吹掃蒸塔、人孔打開、氣體分析合格后，從上至下對(duì)減壓塔的內(nèi)壁、內(nèi)構(gòu)件進(jìn)行了宏觀檢查、測(cè)厚和拍照，并取腐蝕產(chǎn)物樣品進(jìn)行了分析。

（1）減一線塔體及內(nèi)構(gòu)件的腐蝕情況

塔體內(nèi)壁光滑，最小測(cè)量壁厚為16。30mm；集油箱升氣管減薄穿孔，東北角升氣管擋液板全部脫落，其他未脫落擋液板也有局部腐蝕穿孔，如圖1所示；擋液板部分固定螺栓腐蝕脫落，局部有的已腐蝕爛掉；填料段支撐主梁、支撐圈完好；填料完好，填料壓柵完好。

（2）減一中塔體及內(nèi)構(gòu)件的腐蝕情況

球形封頭和塔體內(nèi)壁光滑，球形封頭和塔體最小測(cè)量壁厚分別為19。73mm和14。17mm，腐蝕減薄較嚴(yán)重；回流入口分布器東北側(cè)和南側(cè)的溢流槽全部腐蝕掉（見圖2），北部回流人口管開孔部位溢流槽塌陷近半圈；集油箱主梁完好，集油箱局部有腐蝕穿孔，溢流槽上的溢流半管部分腐蝕掉落，南側(cè)集油箱腐蝕爛掉。

（3）減二線塔體及內(nèi)構(gòu)件的腐蝕情況

塔體北部塔壁局部有小蝕坑，最小測(cè)量壁厚為15。90mm；填料和填料壓柵完好，壓柵與塔體連接板間的連接螺栓大部分脫落；人孔接管在靠近塔體部分有局部腐蝕（單個(gè)腐蝕區(qū)域直徑約10mm）；集油箱腐蝕不嚴(yán)重，西部有9個(gè)螺栓斷掉。

（4）減二中塔體及內(nèi)構(gòu)件的腐蝕情況

塔體內(nèi)壁有大面積點(diǎn)蝕蝕坑，最小測(cè)量壁厚為16。45mm；集油箱腐蝕不嚴(yán)重，支撐梁局部存在點(diǎn)蝕和較多油垢，支撐圈下表面有蝕坑，深約1。0mm；回流入口分布管上半部局部腐蝕掉，受液槽完好。

（5）減三線塔體及內(nèi)構(gòu)件的腐蝕情況

塔體內(nèi)壁有大面積點(diǎn)蝕蝕坑（見圖3），最小測(cè)量壁厚為16。58mm；填料腐蝕嚴(yán)重，出現(xiàn)較大面積的下陷（見圖4），南北兩側(cè)局部填料破碎，填料上部主梁緊固螺栓有腐蝕；氣相返塔分布管在靠近塔壁的兩端有較多蝕坑，深約0.1～1.0mm；集油箱局部腐蝕（見圖5），支撐主梁完好，抽出管直管和彎頭，在面向減三線集油箱的一側(cè)出現(xiàn)密

集蝕坑（蝕坑直徑約2mm，深約1mm）；熱電偶套管已腐蝕爛掉（見圖6）。

（6）減四線塔體及內(nèi)構(gòu)件的腐蝕情況

塔體有大面積點(diǎn)蝕蝕坑（見圖7），西南側(cè)塔壁有較大蝕坑，深約0。5～1。omm，環(huán)焊縫以上筒體最小測(cè)量壁厚為16。55mm，環(huán)焊縫以下筒體最小測(cè)量壁厚為18。60mm；熱電偶套管已腐蝕爛掉，熱電偶下部塔體有溝槽狀腐蝕，槽深約0。o～√1。0mm，寬約3，0mm，長(zhǎng)約500mm；南側(cè)填料下陷，出現(xiàn)一大坑（直徑約400mm，深約500mm，見

圖8），填料壓柵和支撐主梁完好；集油箱未發(fā)現(xiàn)明顯的腐蝕，升氣管擋液板完好。

（7）底部球形封頭和底部小筒體的腐蝕情況

塔體內(nèi)壁光滑，底部球形封頭最小測(cè)量壁厚為19。64mm；雙溢流篩孔塔盤完好；轉(zhuǎn)油線進(jìn)塔下部破沫網(wǎng)壓板點(diǎn)焊接頭沖蝕掉，破沫網(wǎng)出現(xiàn)局部下陷。

4 腐蝕原困分析

從檢查情況來看，減壓塔有些部位腐蝕較嚴(yán)重，特別是減一線集油箱、減一中塔壁和內(nèi)構(gòu)件、減二線填料壓柵以上部位塔壁、減三線和減四線的塔壁及內(nèi)構(gòu)件腐蝕尤為嚴(yán)重，這是典型的環(huán)烷酸腐蝕形貌。

盡管目前對(duì)環(huán)烷酸腐蝕機(jī)理和影響因素的研究還沒有達(dá)成共識(shí)，但從國內(nèi)外專家的實(shí)驗(yàn)研究和煉油廠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，原料油的組成、物料的溫度、酸值、相態(tài)和流速，以及設(shè)備材質(zhì)是影響環(huán)烷酸腐蝕的重要因素［1，2］。

減一線集油箱材質(zhì)為321，減一線油抽出溫度為160℃左右。通常認(rèn)為環(huán)烷酸腐蝕發(fā)生在220～400℃的溫度區(qū)間［3］，此部位不應(yīng)發(fā)生如此嚴(yán)重的環(huán)烷酸腐蝕，但根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的腐蝕形貌觀察以及該處的腐蝕垢物分析結(jié)果表明，主要是由于環(huán)烷酸腐蝕和硫化物腐蝕的共同作用而引起的。筆者認(rèn)為，某些活性硫組分（亞砜、元素硫等）對(duì)材料的腐蝕使環(huán)烷酸腐蝕發(fā)生的溫度前移，同時(shí)上升氣流對(duì)液相的擾動(dòng)造成的局部渦流加速了此部位的腐蝕。國外的文獻(xiàn)也曾報(bào)告過在177℃發(fā)生環(huán)烷酸腐蝕的案例［4］。

減一中塔壁材質(zhì)為20R復(fù)合3mm的0Cr13Al，填料材質(zhì)為321，減一中油溫度已超過220℃，處于高溫環(huán)烷酸腐蝕溫度區(qū)間；減二線填料段接近壓柵以上部位塔壁材質(zhì)也為20R復(fù)合3mm的0Cr13Al（以下為20R內(nèi)襯3mm的316L），填料材質(zhì)為316L，減二線油溫度已超過260℃，處于環(huán)烷酸腐蝕較為嚴(yán)重的溫度范圍。從腐蝕檢查情況來看，這兩段塔壁均勻腐蝕嚴(yán)重，減一中內(nèi)構(gòu)件腐蝕嚴(yán)重，其腐蝕原因主要是這兩段塔壁采用了復(fù)合層材質(zhì)0Cr13Al，0Cr13Al抗高溫硫腐蝕性能較好，而抗環(huán)烷酸腐蝕性能較差。

Mo含量對(duì)316L抗環(huán)烷酸腐蝕性能影響較大，通常認(rèn)為Mo含量大于2。5％（有些專家認(rèn)為Mo含量應(yīng)大于2。3％［1］）的316L在一定的流速范圍內(nèi)，具有較好的抗環(huán)烷酸腐蝕性能。減三線和減四線的塔壁材質(zhì)均為20R復(fù)合3mm的316L，填料等內(nèi)構(gòu)件材質(zhì)也為316L，減三線油和減四線油溫度分別在310℃和350℃左右，其塔壁和內(nèi)構(gòu)件呈現(xiàn)較嚴(yán)重的環(huán)烷酸腐蝕，其腐蝕原因除物料溫度高、流速高等共有的影響因素外，還具有一定的獨(dú)特性，可能由以下的原因造成的：

（1）該煉油廠加工的原油均為難加工的低硫高酸值重質(zhì)原油，減壓塔進(jìn)料為常壓渣油，其酸濃度高，造成減壓塔各側(cè)線酸值較高，特別是減三線和減四線的酸值較一般常減壓裝置的減三線和減四線的酸值高，表2為該煉油廠某次標(biāo)定時(shí)減壓塔各側(cè)線的酸值。

（2）由于所加工的原油屬于低硫高酸值重質(zhì)原油，硫含量過低，金屬表面元法形成致密的硫化亞鐵保護(hù)膜以減緩環(huán)烷酸的腐蝕，環(huán)烷酸腐蝕產(chǎn)物本身是油溶性的，當(dāng)金屬表面形成不了硫化亞鐵保護(hù)膜時(shí)，腐蝕速率會(huì)增大。

（3）所使用的316L材質(zhì)的實(shí)際Mo含量小于2。5％。        

（4）減四線的填料損壞都在外圍，表明塔內(nèi)液體流動(dòng)可能存在偏流、壁流現(xiàn)象。

5 防護(hù)措施

根據(jù)減壓塔腐蝕檢查情況和腐蝕原因分析結(jié)果，為減緩其環(huán)烷酸腐蝕，提出以下防護(hù)措施：

（1）減一線集油箱、減一中塔壁和內(nèi)構(gòu)件以及減二線填料壓柵以上的塔壁材質(zhì)等級(jí)偏低，應(yīng)升級(jí)到316L，對(duì)新更換的316L應(yīng)進(jìn)行進(jìn)廠檢驗(yàn)，其Mo含量應(yīng)控制在2。5％以上；

（2）在減三線、減四線塔外壁均勻設(shè)置至少10個(gè)高溫測(cè)厚點(diǎn)，每3個(gè)月測(cè)厚1次，以監(jiān)測(cè)塔壁的腐蝕情況，保證設(shè)備的安全運(yùn)行；

（3）該煉油廠目前使用的磷系高溫緩蝕劑注入點(diǎn)在減壓側(cè)線上，而減三線和減四線部位塔壁和填料的腐蝕為急需解決的問題，筆者建議新增和更改減壓塔高溫緩蝕劑注人點(diǎn)和注人量，減壓塔側(cè)線的注人點(diǎn)，以將高溫緩蝕劑注人塔內(nèi)為原則，保護(hù)塔內(nèi)壁和內(nèi)構(gòu)件；同時(shí)考慮到該煉油廠沒有二次加工裝置，為節(jié)約運(yùn)行成本，也可以停止注人高溫緩蝕劑，而采取在減壓爐出口“注堿”來減緩其腐蝕。“注堿”后要密切監(jiān)控柴油和瀝青質(zhì)量，若“注堿”對(duì)柴油和瀝青質(zhì)量有較大的影響，可考慮采用有機(jī)胺與堿混注或全部注有機(jī)胺。