金陵分公司一聯合車間Ⅲ套常減壓蒸餾裝置正式投產后，該裝置的年加工能力為5. 0Mt/ a ,按加工中東輕質混合原油（50 %沙特輕質原油+ 25 %伊朗輕質原油+ 25 %伊朗重質原油） 為依據設計。其主體設備之一的減壓塔共有四段填料，其中減一、減二兩段填料材質為321 ,減三、減四兩段填料材質為316L , 填料支撐材質為0Cr18Ni11Ti 。填料采用蘇爾壽Mellapark125X 及125Y,即金屬孔板波紋填料。

裝置開工九個月后，發現減三線填料塌陷了約五分之一，而另外三段填料基本上完好無損，期間請蘇爾壽維修人員對損壞的填料進行了部分更新和恢復。然而在開工生產兩年后，發現減三線泵出現抽空現象，檢修發現葉輪流道已被規整填料碎片堵塞。

1.減三線規整填料及其構件的腐蝕

1.1規整填料的腐蝕

Ⅲ套常減壓蒸餾裝置停工在檢修中發現減三線規整填料已塌陷近一半，脫落下的整塊填料塊堵在集油箱減三線抽出口。從現場情況看，一些規整填料已經支離破碎，減薄如紙（見圖1） ;但仍有部分規整填料減薄不明顯，保持著較好的彈性。

1.2規整填料支撐板的腐蝕

檢查中進一步發現，支撐板的腐蝕狀況與規整填料相似，部分支撐板嚴重腐蝕，而一部分支撐板基本無減薄。腐蝕嚴重的支撐板有的減薄如紙，有的已經完全被腐蝕光（見圖2） 。測厚發現無減薄的支撐板厚度在3. 00mm 左右，與原始厚度相同。支撐板好的部位，規整填料情況也較好，這說明腐蝕程度與介質流速分布情況有關，流速越大腐蝕越嚴重，出現湍流的地方，腐蝕最嚴重。

1.3集油箱氣孔的腐蝕

集油箱升氣孔側壁腐蝕較輕，但頂部人字形擋板腐蝕嚴重，大部分已被完全腐蝕光（見圖3） 。

2.高溫部位的腐蝕

2.1高溫硫及硫化物的腐蝕

高溫硫腐蝕一般發生在溫度大于230 ℃與含硫油接觸的部位，伴隨著溫度升高，腐蝕加劇。在常減壓蒸餾裝置中的腐蝕主要存在于常壓塔和減壓塔的下部及塔底管道、常壓重油和減壓渣油換熱器等部位。腐蝕發生的主要化學反應如下：

H2S + Fe →FeS + H2

S + Fe →FeS

RSH + Fe →FeS + 不飽和烴

高溫硫腐蝕開始時速度較快，一段時間后，由于生成了硫化亞鐵保護膜，腐蝕速度會減慢直到恒定下來，但是如果這時介質的流速很高，保護膜一旦脫落，腐蝕將重新開始。

2.2高溫環烷酸腐蝕

環烷酸是石油中有機酸的總稱，環烷酸在低溫環境中腐蝕不強烈，一旦發生沸騰，特別是在高溫無水的情況下，腐蝕最為激烈，其化學反應如下：

2RCOOH + Fe →Fe （RCOO） 2 + H2 ↑

FeS + 2RCOOH →Fe （RCOO） 2 + H2S ↑

由于Fe （RCOO） 2 是一種油溶性腐蝕產物，能被油流帶走，因此不易在金屬設備表面上形成保護膜；即使已形成的硫化亞鐵保護膜，也會與環烷酸發生反應，從而完全暴露出新的金屬表面，使腐蝕繼續進行。當原油的酸值大于0. 5mgKOH/ g 時，溫度在270～280 ℃和350～400 ℃情況下，環烷酸產生的腐蝕最嚴重 。

圖4 表示腐蝕率與絕對溫度倒數的關系。從圖4 可知，原油和白油的腐蝕沒有明顯區別； 在288 ℃以上腐蝕速率與溫度倒數的直線關系表明，環烷酸的腐蝕動力學符合阿倫尼烏斯方程式；在高溫下，410 不銹鋼腐蝕速率約為碳鋼的一半，在低于232 ℃時，不銹鋼和碳鋼沒有明顯差別，腐蝕都很輕微。

環烷酸的腐蝕具有鮮明的特征：腐蝕部位有尖銳的孔洞，在高流速區有明顯的流線槽，流體速度越高，則在渦流區環烷酸腐蝕越嚴重。

3.腐蝕原因分析

（1） 該裝置在4個 月期間，共加工了管輸、伊朗、沙特等14 種原油，平均硫含量為0. 986 % ,酸值為1. 984mgKOH/ g。按目前通行的劃分標準，所加工的原油屬含硫（0. 5 % ≤S ≤1. 00 %） 、高酸值（酸值≥0. 5mgKOH/ g） 原油，特別是酸值大大超標。從操作情況來看，減三填料段冷回流溫度為230 ℃左右，因此減三填料段溫度基本控制在260～290 ℃，處于環烷酸腐蝕的第一峰值段。而減一、減二、減四段填料腐蝕相對較輕，盡管已經使用4 年，但仍可繼續使用。因此，可以判斷減二線填料的主要腐蝕因素是環烷酸，而硫的腐蝕僅屬于次要因素。

（2） 由于內部構件腐蝕程度相差甚遠，對減三填料內構件材質進行了技術鑒定：規整填料：316L ;基本無減薄的支撐板：316L ;減薄嚴重的支撐板：18 - 8 型不銹鋼；升氣孔側板及人字擋板：18 - 8 型不銹鋼。從已經發表的文獻看，含有2. 5 %或更多鉬的合金（如316L ,317L） 具有抗環烷酸腐蝕的能力，含鉬量越高耐腐蝕性能越好。普通18 - 8 鋼不含鉬，在這三種材料中耐腐蝕性能最差。因此，現場實際情況再一次證明：對于環烷酸腐蝕嚴重的部位，采用316L 或更好的317L 材質是防止環烷酸腐蝕的重要措施之一。

（3） 采用18 - 8 不銹鋼材質的升氣腐蝕孔人字擋板在流速較大的減三線中，因受腐蝕介質的直接沖刷而嚴重腐蝕，而側板不受直接沖刷，腐蝕相對較輕。

（4） 部分規整填料的支撐板由于采用了耐環烷酸腐蝕性能相對較差的18 - 8 不銹鋼材料，導致支撐板嚴重減薄或完全腐蝕光，從而造成該部分規整填料的塌陷、變形、脫落。因塌陷、變形導致流體的方向被改變，對于流速加大的區域，由于受腐蝕介質更大的沖刷，即使是316L 材質的規整填料也被嚴重腐蝕。

4.改進措施

（1） 規整填料支撐板應采用316L 材質，同時要加強材質的鑒定，防止材料的混用。

（2） 將集油箱升氣孔、尤其是人字擋板材質升級為316L 。

（3） 將規整填料和支撐板的材質整體升級到317L ,將更能適應減壓塔的操作變化。

（4） 因Ⅲ套設備耐高硫原油腐蝕性能較好，在可能的情況下，應增大低酸值中東原油的摻煉比，從而相對降低所煉油品的酸值。

（5） 在減二中返回油中加注高溫緩蝕劑。加注前，減三線蠟油鐵離子濃度平均為1. 14mg/ kg ;加注后，鐵離子濃度平均為0. 18mg/ kg ,鐵離子濃度明顯下降。因此，加注高溫緩蝕劑大大減輕環烷酸對減三填料及其內構件的腐蝕。

5.結論

在煉制高酸值原油時，對環烷酸腐蝕最為嚴重的區域，應選用抗環烷酸腐蝕的材質（如316L 和317L） ,盡量避免選用普通18 - 8 不銹鋼材質，尤其要防止在施工中材料的混用。同時采用加注高溫緩蝕劑工藝，可有效降低環烷酸腐蝕速度，達到裝置長周期安全運行的目的。