近年来，随着石油资源的深度开采以及进口高硫、高酸原油的不断增加，原油劣质化趋势日趋明显，这对炼油厂的安全及长周期运行造成了严重威胁。常减压蒸馏装置是炼厂最为关键的装置之一，作为原油加工的第一道工序，典型的腐蚀问题是分馏塔顶冷凝冷却系统的HCl+H2S+H2O腐蚀，以及高温部位（温度大于220 ℃）的硫-环烷酸腐蚀，常常会造成设备、管线的腐蚀泄漏，甚至还会引起装置的非计划停工、安全环保等事故，并对后续加工装置的连续稳定运行、炼厂的生产平衡造成影响，严重影响炼厂的安全性和经济效益。

某350万吨/年常减压蒸馏装置为典型的燃料油型三段常减压装置，采取三塔两炉技术，即按照生产流程顺序设置电脱盐、初馏塔、常压炉、常压塔、减压炉、减压塔，装置设备、管线的主体材质均为碳钢。按照装置的原设计需求，主要加工大庆原油等低硫低酸原油，近年来逐渐掺炼苏丹达尔原油、俄罗斯原油等高酸、含硫原油。原油酸值、硫含量的增加会导致炼油装置设备腐蚀加剧，为了加强对常减压蒸馏装置的腐蚀监控与防护，减少由于腐蚀造成的生产波动，保障装置安全长周期运行，需对装置的腐蚀与控制状况进行系统分析，并在此基础上完善和优化腐蚀控制方案，确保装置的腐蚀受控。

装置的腐蚀风险分析

加工负荷情况

炼油装置的加工负荷是影响腐蚀的重要因素之一。装置的处理量过低，会造成装置各部位流速过低、腐蚀性介质滞留，从而加剧设备和管线的腐蚀；装置的处理量过高，会造成装置各部位的流速增大，加大对设备、管线的冲刷腐蚀，并引起塔顶低温部位露点后移造成的腐蚀问题。某常减压蒸馏装置的加工负荷情况见图1。

图1 某常减压蒸馏装置加工负荷变化情况

由图1可见：该装置的最低加工负荷均在80%以上，最高加工负荷每月均超过装置设计值的120%。一般来说，装置应尽可能控制加工量为设计值的60%~110%。因此，常减压蒸馏装置的高温、低温部位均存在较高的冲刷腐蚀风险，且塔顶低温部位可能存在由于负荷增加引起的露点后移等问题，这增大了塔顶低温部位的腐蚀风险。

加工原料的腐蚀性

1 原油酸值和硫含量的变化情况

常减压蒸馏装置加工混炼原油中的硫、酸含量是影响设备腐蚀的主要因素，硫含量、酸值的升高都会增大装置的腐蚀风险。某常减压蒸馏装置加工混炼原油的酸值、硫含量变化情况见图2。

图2 加工混炼原油的酸值、硫含量变化情况

从图2可见：加工原油的酸值在1~2月均低于0.05 mgKOH/g，硫含量在1~3月均约为0.1%；3月以后酸值、硫含量均有明显升高趋势，其中酸值最高达到0.46 mgKOH/g，硫的质量分数最高为0.22%。由于酸值和硫含量的升高，装置三顶低温系统的HCl+H2S+H2O腐蚀、高温部位的硫-环烷酸腐蚀风险均存在升高的趋势。

2 进装置原油的总氯变化情况

混炼原油经电脱盐后进入装置，其总氯含量变化情况见图3。

图3 原油的总氯含量变化情况

由图3可见：经电脱盐后进混炼原油的总氯含量呈逐渐升高的趋势，最高达到5.14 mg/kg，说明原料中存在一定量有机氯（无机氯在电脱盐过程中大部分会脱除），在后续加工过程中会产生氯离子，造成三顶低温系统HCl+H2S+H2O腐蚀加剧，需要考虑有机氯对后续装置的腐蚀影响。

电脱盐的控制情况

电脱盐是确保炼油厂后续加工装置安全长周期生产必不可少的措施。通过从原油中脱除盐、水和其他杂质，降低原油的水含量、盐含量，达到降低后续工序腐蚀的目的。

某常减压蒸馏装置1~10月电脱盐脱后原油盐含量合格率分别为97.24%（按≤3 mg/L计）和30.34%（按≤2 mg/L计），脱后盐含量与指标要求还存在一定差距；电脱盐后水含量合格率为100%，脱后水含量控制较好。电脱盐后原油盐含量超标，加上装置加工负荷较高，会造成塔顶冲刷腐蚀、露点后移等问题，导致三顶低温系统H2S-HCl-H2O腐蚀风险加大。

塔顶低温系统的腐蚀风险

1 塔顶露点温度

(1) 塔顶露点温度计算：

根据常减压蒸馏装置的温度、压力等工艺数据以及物料平衡数据，对初馏塔顶、常压塔顶、减压塔顶的露点温度进行了模拟计算，结果见表1。

表1 塔顶的露点温度计算结果

根据炼油装置工艺防腐蚀的控制要求，为防止和减缓塔顶低温系统结垢、结盐和腐蚀，应控制塔顶操作温度超过露点温度14 ℃。根据露点温度计算结果，即初馏塔、常压塔顶和减压塔顶的温度应分别超过78，106，38 ℃。

(2) 塔顶温度控制情况：

装置初馏塔、常压塔、减压塔的塔顶的实际操作温度变化情况见图4。

图4 装置初馏塔、常压塔、减压塔塔顶的实际操作温度变化情况

由图4可见：1~9月，常减压蒸馏装置初馏塔顶操作温度为123~135 ℃，常压塔顶操作温度为104~117 ℃，减压塔顶操作温度在42~54 ℃。按照三顶露点温度计算结果，以及工艺防腐控制要求，应控制初馏塔顶温度＞78 ℃，常压塔顶温度＞106 ℃，减压塔顶温度＞38 ℃。

从温度控制情况来看，初馏塔顶温度虽然控制在露点控制温度以上，但温度偏高，会造成塔顶馏出量增大、负荷偏高，对设备和管线的冲刷腐蚀及露点后移的腐蚀风险将增大；常压塔顶温度控制基本符合要求；减压塔顶温度控制在合理范围。

2 塔顶含硫污水控制情况

为了控制和减缓塔顶低温系统的腐蚀，常减压蒸馏装置在初馏塔顶、常压塔顶、减压塔顶馏出线中注缓蚀剂+水，并对塔顶含硫污水的pH、铁离子、氯离子含量等进行分析，掌握腐蚀控制状况并对注水量和注剂量进行调整。

(a) pH变化情况

(b) 铁离子含量变化情况

(c) 氯离子含量变化情况

图5 装置塔顶含硫污水的水质变化情况

由图5可见：初馏塔顶部分pH在3~4月低于6，常压塔顶pH在2月、5月、7月、9月均低于6，减压塔顶部分pH在3月~4月低于6；初馏塔顶铁离子含量在7月、10月存在部分超过3 mg/L的情况，常压塔顶铁离子含量在2月、4月、9月存在超过3 mg/L的情况，减压塔顶铁离子含量控制较好，均低于3 mg/L；三顶含硫污水的氯离子含量变化趋势基本一致,均存在大部分时间超过30 mg/L情况。

按照炼油装置工艺防腐控制要求（表2），装置初馏塔顶、常压塔顶、减压塔顶含硫污水的pH、铁离子、氯离子含量存在较多超标情况，说明塔顶的腐蚀风险均未得到有效控制，需要进一步加强工艺操作，并适当加大注水量、注剂量，合理控制塔顶的腐蚀风险。

表2 塔顶的水质控制情况

高温部位的腐蚀风险分析

针对常减压蒸馏装置服役温度220 ℃以上的高温管线，根据高温管线内介质硫含量、酸值分析数据，初步测算了腐蚀速率；同时根据NACE RP0775—2005标准规定的腐蚀速率等级（腐蚀速率＞0.13 mm/a为严重腐蚀），将各部位腐蚀速率进行了对比分析，结果见图6。

图6 高温管线的腐蚀速率

由图6可见：由于装置主体材质为碳钢（仅常压、减压转油线材质为0Cr18Ni10Ti），1号加热炉进料、常二线、常三线、常四线、二中出、常压塔底、2号加热炉进料、减二线、减三线、减四线、减压塔底等管线的腐蚀速率全部超过0.13 mm/a，部分管线的腐蚀速率甚至超过1 mm/a，均存在较高的硫-环烷酸腐蚀风险。

腐蚀损伤测厚排查情况

根据装置塔顶低温部位以及高温部位的腐蚀风险分析结果，为了进一步掌握装置的真实腐蚀损伤情况，对装置重点部位进行了全面的测厚排查，其中部分典型部位的测厚结果见表3。

表3 装置典型部位的测厚结果

从表3可见：装置常压塔顶馏出线、常三线、各减压侧线、减压渣油线的腐蚀减薄非常严重，部位典型部位管线的减薄率超过20%。对于这些腐蚀严重的部位，应立即采取相应的防护措施并加强监控。

结论与建议

腐蚀风险分析结论

1 装置的加工负荷偏高，装置的高温、低温部位均存在较高的冲刷腐蚀风险，同时塔顶低温部位由于可能存在露点后移等问题，增大了塔顶低温部位的腐蚀风险。

2 装置加工混炼原油的酸值、硫含量、氯含量均呈明显升高趋势，因此装置的三顶低温系统HCl+H2S+H2O腐蚀、高温部位的硫-环烷酸腐蚀风险均存在升高的趋势。

3 装置电脱盐脱后原油盐含量合格率与指标要求还存在一定差距，加上加工负荷较高，因此装置三顶低温系统存在较高的H2S-HCl-H2O腐蚀风险。

4 装置初馏塔顶操作温度偏高，存在塔顶负荷大、冲刷腐蚀和露点后移的风险；装置初馏塔顶、常压塔顶、减压塔顶含硫污水的pH、铁离子、氯离子含量存在较多超标的情况，说明塔顶的腐蚀风险均未得到有效控制。

5 1号加热炉进料、常二线、常三线、常四线、二中出、常压塔底、2号加热炉进料、减二线、减三线、减四线、减压塔底等管线均存在较高的硫-环烷酸腐蚀风险。

6 常压塔顶馏出线、常三线、各减压侧线、减压渣油线的腐蚀减薄非常严重，部位典型部位管线的减薄率全部超过20%，腐蚀减薄非常严重，应立即采取相应的防护措施并加强监控。

腐蚀控制措施与建议

1 装置的加工量应尽可能控制在设计值60%~110%内，降低装置高负荷运行造成的腐蚀风险。

2 通过合理调整原油混炼比例等措施，进一步降低近装置原料的硫含量、酸值、氯含量。

3 建议装置增加原油罐区静置沉降脱水等措施，降低进电脱盐原油的盐含量、水含量（将脱前水含量控制在0.5%以下），优化电脱盐操作，合理增加注水量，确保脱后盐含量、水含量达标。

4 优化塔顶工艺操作温度，控制塔顶注水水质符合工艺防腐注水指标要求，适当加大注水量、注剂量，保证塔顶含硫污水pH、铁离子、氯离子含量达标，合理控制塔顶的腐蚀风险。

5 对减薄严重部位，应立即采取相应的防护措施，进行加固处理并密切监控，同时加强高风险部位的测厚频次，并利用合适的时机进行更换处理，确保装置安全。

6 装置的加工原油变化后，原有设备和管线的材质已经难以适应腐蚀防护要求；建议装置进一步开展系统的材质适应性评估，并对装置的设备和管线进行必要的材质升级。