原油劣质化对常压装置影响及措施范文

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摘要:在我国经济建设中，随着工业和制造业的不断发展，以及人们生活水平的提高，对原油的需求量在不断攀升。因此近年来，劣质原油的开采量不断增加，且其具有良好的价格优势。加工劣质原油不仅可以降低炼油的成本，还可以有效规避石油资源风险，是具有积极意义的。但当前我国对劣质原油的加工水平不足，相关设备和技术工艺存在较大的局限性。在处理不当的情况下，劣质原油会对常压装置的加工负荷、产品质量、腐蚀等产生影响，本文主要对原油劣质化对常压装置操作及腐蚀进行分析探究，并提出一些应对措施。

关键词:原油劣质化;常压装置;腐蚀;防腐蚀措施

原油劣质化会对常压装置产生大的影响，在原油含盐、含水、含泥沙等较高的情况下，会对常压装置的电脱盐系统产生较大冲击，使其受到严重腐蚀。针对这种情况，要对原油劣质化产生的影响具备科学了解，进行电脱盐技术和装置的防腐蚀攻关，达到有效减少常压装置腐蚀的效果，避免在后加工过程中会出现的催化剂中毒现象，保证生产过程的安全、稳定和质量优质，推动我国石油化工生产的健康发展。

1原油加工的基本性质

以国内某炼厂为例。进入该厂的原油品质差别较大，其中加拿大原油J泥沙、含盐量、含水量和酸值都比较高，需要把不同原油混合加工。以该厂为例，其原油加工流程，是将不同性质的原油输送到原料罐中，在经过简单脱水之后，会将其送入换热器，在热流换热达到100℃－140℃之后，再进入电脱盐系统，在该系统中使用的工艺是三级脱盐，该工艺需要在罐内注入破乳剂和洗涤水，将原油进行脱盐脱水后，之后会进入初馏塔。初馏塔塔底的油会在换热之后进入常压炉，温度达到360℃之后进入常压塔分馏，通过常压装置，可以将原油分馏成石脑油、溶剂油和柴油等。其中，常顶汽油为轻烃装置的原料、常一线为溶剂油，常二线为航煤组分油、常三线为轻质燃料油、常底油为催化装置原料。

2原油劣质化会对生产产生的影响

原油劣质化会对装置的加工负荷、产品质量和设备腐蚀等产生较大影响，主要体现在以下几方面:

2．1加工负荷

一些工厂会在为了降低原油的加工成本，会加工高酸重质油，且随着经济效益的提升，加工的重质油种类和比例越来越高，其中伊朗重油和高酸重质油加工比例不断上升。但石油化工厂的常压装置在之前的设计中，采用的设计标准较低，其最大处理负荷、减压系统设计负荷、减压炉出口处分支温度都比较低。而在原油中随着伊朗重油、重质原油加工比例的上升，在常压装置进料负荷下，减压负荷明显增加。同时，减压炉出口分支温度的提高，也会使减压炉和减压塔的负荷进一步增加。因此，原油劣质化会受到减压负荷的影响，对装置的加工负荷提高存在限制作用。在提高装置的加工负荷时，也要对重质原油掺炼比例进行合理控制，合理化装置原油馏分分布。

2．2产品质量

加工原油的重质化，在加工负荷较低的情况下，初馏塔和常压塔等装置的负荷较低。不利于保持常压系统的产品质量稳定。这种影响主要体现在几个方面，包括初馏塔的塔顶回流量、常压中段回流量和常压塔顶回流量低等，并且塔内回流量会降低，初馏塔和常压塔的分馏效果会在影响下降低，从而加大了对初顶油和常顶油干点的控制难度。

2．3对电脱盐影响

在原油加工流程中，电脱盐是第一道工序，所以其作用非常关键，主要是工艺防腐、蜡油和渣油钠离子含量降低、装置抗冲击能力提高等方面。在电脱盐工序中可以使用先进的高速脱盐技术和设备，这种电脱盐的脱盐效率更高，并且单罐的处理能力强、占地少，具有良好的应用优势。而原油劣质化中，高酸重质原油由于年度、密度大，会使得原油的脱水更加困难，且减少了油水的密度差，不利于油水分离快速进行，对电脱盐运行的影响较大，主要表现在以下几方面:第一，降低了设备的运行效率，在原油加工中，伊朗重油、重质原油等比重的增加，会使得实际原油喷头等设备操作参数与设计参数严重不符，存在较大的偏差，而电脱盐设备难以适应劣质原油，会导致其运行效率降低，不能发挥出应有作用;第二，破乳剂的适应性较差，对于各种原油，破乳剂会对其破乳效果有选择性，使用原有破乳剂，原油劣质化难以产生良好的破乳效果，并且在其脱盐脱水后，原油的含盐量难以达到相关的防腐要求;第三，脱盐温度，在原油加工中其进电脱盐的温度比较高，可以加大油水的密度差，使原油的粘性减弱，而使脱盐效率提高。国内某常减压装置加工不同进口原油时电脱盐相关工艺参数，原油的品质越差需要的电脱盐温度越高，同时需要更多的破乳剂。因此在装置设计中，脱前的原油主要与低温位的清油进行热源换热，其进电脱盐的温度设计是符合原油需求的。但在原油劣质化之后，其中轻油收率下降，且会减弱原油进电脱盐的温度，降低了电脱盐的运行效率。因此面对原油劣质化，要根据实际热源分布进行装置换热网络的改造，保证重质油加工中达到理想的脱盐温度。如果在装置加工中存在油性变化频繁的问题，需要进一步根据加工的主炼原油来合理选择破乳剂，使脱盐效果增强。

2．4腐蚀影响

在常压装置会产生的腐蚀，主要包括了常压塔顶低温腐蚀，这种腐蚀情况需要对常压塔顶的注水、注中和剂和注缓蚀剂等采取工艺防腐蚀措施，对设备结构进行合理改造，延长常顶换热器管束的使用寿命。除此之外，其它的腐蚀情况还包括了，常压塔定系统腐蚀，主要表现在其封头复合层的焊缝存在明显的裂纹，一些部分裂纹是比较深的;初馏塔顶系统的腐蚀，其换热器管束会出现腐蚀情况，并可能在其腐蚀严重的情况下，引发管束抽芯的自然问题，初馏塔顶内的塔顶回流管线法兰部分会出现螺栓断裂问题;减压塔顶的腐蚀现象，主要是其抽空系统的增压器后冷器侧封头会出现表面布满腐蚀坑的问题，同时管束也可能出现腐蚀穿孔;最后是高温部分，比如换热器的壳程入口管线会因为腐蚀而变薄，壳体的壁厚也会因为腐蚀而厚度不断降低。

3原油劣质化产生腐蚀的原因

3．1劣质原油的低温腐蚀

在劣质原油腐蚀问题中，高硫高酸原油产生的腐蚀问题只要是在常减压桩，且主要是低温和高温部分。其中对低温部分的腐蚀，其成分主要是HCI－H2S－H2O和氨盐。因此，低温部位的防腐蚀，可以采用传统一脱三注措施，利用先进的高效电脱盐设备，对劣质高硫高酸原油进行有效脱盐控制，使其处于一个合理范围之内。传统的氨水可采用高效有机胺中和剂来替代，可以达到有效的防腐蚀效果。同时，在其中注入高效的油溶性缓蚀剂，也可以使金属的腐蚀速率降低。

3．2劣质原油的高温腐蚀

在高温范围内，高温硫会对金属进行强烈腐蚀，具体高温范围在230℃到455℃之间，钢材中的Cr含量对腐蚀效果也有很大影响，其含量增加的情况下会减缓腐蚀。而在240℃到400℃之间，会存在严重的环烷酸腐蚀。高硫高酸原油原油会在硫和酸互相作用下，加强其腐蚀性，在设备装置的弯头、阀门等部位腐蚀更加强烈。在高温部位产生的腐蚀，主要可以使用采用防腐钢材来应对，在初馏和常压温度较高的情况下，可以在其中添加衬里。

4原油劣质化加工措施

首先，在加工原油重质化后，减压系统会对装置的加工负荷存在限制，使其符合难以提高。对此可以适当改造减压炉和减压塔，使减压系统的处理能力提升，并有效消除装置在加工劣质原油使产生的负荷瓶颈;其次，在装置进行低负荷运行时，常压系统的产品质量会出现被动增大的问题，在加工生产中，可以具体根据原油性质，合理控制加工负荷和加工油性，使常压系统保持正常负荷，其产品质量能够达到相关标准要求;再次，在原油中伊朗重油、重质油加工比例提升的情况下，脱盐温度会进一步降低，并出现破乳剂适应性差、设备运行效率低等问题，难以进行良好的电脱盐加工运行，且其工况恶化会使得脱盐后的原油含盐量达不到相关要求。对于这种问题，要根据具体采用的加工原油油性，合理改造电脱盐内件和换热系统，并将脱盐的温度提高，保证设备的运行效率良好。同时，破乳剂的选择要根据具体加工原油的油性进行;最后，对于原油劣质化会产生的腐蚀问题，需要采取完善的防腐措施，升级相关设备材质，尽量避免腐蚀问题。

5原油劣质化防腐措施

5．1三顶防腐蚀措施

这部分的腐蚀成分一般为HCL－H2S－H2O，因此可以在初常顶的挥发线中注入水和换水剂，来达到一定的防腐效果。将缓蚀剂注入常减压装置的情况下，要注意其中的氯含量不能超标，避免对下游装置造成腐蚀。同时，可以对初常顶的换热器进行设备材质升级，使用蒙乃尔、钛等材质。以国内某炼厂加工加拿大J原油为例，三塔顶防腐注油溶性缓蚀剂(MX－Ⅲ)和注有机胺(YS－BR5200)，油溶性缓蚀剂注量为10．49ppm，初、常和减顶注碱性水，pH值控6．5～7．5，三顶防腐情况较好，三塔顶污水采样铁离子含量初顶与减顶能达到＜3mg/L的工艺要求，常顶一级及常顶二级铁离子含量较高，平均值分别为2．13mg/L和0．69mg/L。脱后原油注碱液，注入量按3－4ppm。初顶pH值在6．5～7．5范围内，注水8t/h、注缓蚀剂1．65ppm时，铁离子合格率为100%;常顶pH值在6．5～7．5范围内，注水18t/h、注缓蚀剂7．85ppm时，铁离子合格率为500%;减顶pH值在6．5～7．5范围内，注水2t/h，注缓蚀剂1．5ppm时，减顶铁离子合格率为100%。从三顶污水分析数据可看出，三顶氯离子浓度偏大，特别是常顶一级氯离子含量超高，主要是减顶排水打回常顶注水。

5．2加热炉的烟气余热回收

在常压装置运行的过程中，要实现对能耗的降低，就要提高低温余热的利用效率，回收利用加热炉烟气余热是一项必要措施。排烟温度的降低会引发露点腐蚀问题，加热炉燃料中也存在大量的一氧化碳和二氧化碳等物质，而烟气冷凝液中也会存在亚硫酸和硫酸等腐蚀性物质。对于此类腐蚀现象，可以采用搪瓷管换热的措施，但这种方法难以很好应对温度变化，在温度大幅波动的情况下，容易导致搪瓷的脱落或者破裂问题，最终引发内部的腐蚀开裂。新型的复合搪瓷管性质更加，有一定应用效果，但目前推广度不足。我国采用的办法，通常是将预热器入口空气温度加热到一定程度，利用常一线和二线进行低温热回收利用，或者加热低温热水，使空气入口温度提升，使排烟温度达到露点腐蚀温度之上，避免出现露点腐蚀的问题。此外，对于轻烃回收装置塔底重沸器的防腐，要重视其垢下腐蚀的问题，在生产过程中进行定期排污，使重沸器底部保持一定的清洁程度，不存在腐蚀杂质等，能够正常运行。

6结束语

原油劣质化降低了加工成本，可以为企业赢得更大的经济效益，但在其加工中也会对常压装置操作产生影响，并出现一些腐蚀问题。对此，要认识到腐蚀原因，优化电脱盐系统、采用合理防腐蚀措施，确保装置可以长周期平稳运行。

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作者:杨红先 单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司