原油加工过程氯的腐蚀与防治问题

原油加工过程氯的腐蚀与防治问题

简志文

茂名石化公司质量检验中心   525011

摘要：对于原油加工而言，腐蚀问题历来是管理重点和难题，其中氯化物的腐蚀最为突出，既影响了设备性能，也对炼厂安全构成了威胁，故必须加以有效防治。对此，笔者阐述了原油加工中氯化物腐蚀的危害，并以其腐蚀机理为切入点提出了几点防治措施，希望对缓解原油加工中氯的腐蚀现状有所助益。

关键词：原油加工；氯化物腐蚀；防治

近年来，原油重质化、劣质化问题日益严重，尤其是氯元素的不断增加，对设备性能和炼厂安全构成了极大的威胁，进而使得氯化物超标问题备受关注。这就要求我们重视原油加工中氯腐蚀的高危害性，并立足实际采取切实有效的措施加以防治，通过减少氯的含量，促进原油加工朝着安全、高效、优质的方向发展。一、原油加工过程中氯腐蚀的危害

由于油田时常会遇到油井堵塞问题，制约了采油产量的提高，所以往往会加入含有氯代烷烃的清蜡剂、降凝剂、降粘剂、清解堵剂等诸多化学药剂来改善采收率，当其与原油一同进入炼油系统时，便会直接或间接的腐蚀炼油设备和装置。具体的说，当化学药剂中的氯代烷烃经高温水解形成氯化物后会在蒸馏塔中严重腐蚀减压蒸馏装置、冷凝装置，使其难以安全生产，而且还可能引发管道阻塞、催化剂中毒等问题，如某炼油厂的常减压装置在氯化物的腐蚀下出现了多次泄露、塌陷、浮阀脱落问题，高压换热器和空冷也存在严重的腐蚀等等，二次加工装置也难以幸免。故原油加工过程中氯的腐蚀无论是对炼油生产装置的安全运行使用寿命，还是企业的经济效益，均带来了巨大的不良影响，亟待改善。

二、原油加工过程中氯的腐蚀机理

之所以在原油加工过程氯腐蚀的防治问题中分析氯的腐蚀机理，是因为只有了解其形成过程，才能对症下药提高防治措施的有效性，更好的解决氯腐蚀问题。研究发现，原油加工过程中的氯主要分为有机氯化物和无机氯化物，虽然两者属性不同，但均会造成设备腐蚀以及催化剂中毒，而且腐蚀设备的过程都与 HCl 有关。无机氯化物可与水直接发生化学反应生成 HCl，而有机氯化物则难以发生水解，但当其到达减压塔时，经电脱盐处理后的水 PH 值会有所提升变为碱性， 致使部分有机氯化物发生水解产生气体 HCl，并随油气流一同到达减压塔顶部， 当其遇到水便会形成腐蚀性强的稀盐酸，最终腐蚀设备，同时少量的水蒸气达到

冷凝系统变成冰时，气体 HCl 会溶于其中形成稀盐酸环境，进而对周围设备造成腐蚀[1]。此外还有部分氯离子在催化裂化环节结合氨气形成氯化铵，引发分馏塔结盐。

三、原油加工过程中氯腐蚀的防治

在原油加工氯防治过程中，有多种途径和技术手段可供选择，但各有各的优势和不足，且适用条件不尽相同，需要我们从实际情况出发加以分析和对比，确保选择的防治措施安全实用、经济高效。常用的防治措施包括：

1.加入合适的脱氯剂

基于对原油性质、设备材质、工作温度、压力、PH 值等相关因素的考虑， 尽量选用新型、高效的脱氯剂，当下用于原油加工氯防治的脱氯剂不仅活性组分和载体有所丰富，可实现物理与化学吸附并存，而且精度高、可再生。如国内研发的多为碱金属、活性氧化铝、碱土金属等活性组分和活性炭、分子筛等载体， 脱氯剂品包括 WGL-A、GL、HPT-05、WDL、ET 等多个系列；国外对脱氯剂的研发还涉及了碳、钯、锰等物质，倾向于基于活性氧化铝的高精度氯吸附剂；基于多种组分氧化物负载活性炭，既可同时脱氯脱硫，也可延长脱氯剂使用寿命；还可通过脱氯剂形状的改变提高吸附效率等[2]。概括的讲，脱氯剂的选择范围很大， 除了脱除精度、效率在提高，还可再生、功能多样化。

2.优化脱氯技术处理

较之原油加工之前，用于加工过程中的脱氯技术比较多，如在常顶油脱氯中可选用吸附技术，在馏分油脱氯中可以选用金属还原法、催化加氢法、吸附法等， 其中金属还原法工艺简单，经常选择金属铁、Pd，Ni，Co 等负载贵金属以及二元金属体系等用于氯的还原与脱除，不过该技术也有一定的局限性，脱氯活性低， 不适用于工业生产，若用贵金属还会增加成本。催化加氢技术相对成熟，利用

H2 和催化剂将原油中的有机氯转化为 HCL，在此基础上在脱氯剂的作用下达到脱氯的目的，常用的催化剂包括 Ni、Mo、W 和 Co 等金属或者氧化物，不过具有低氯容量、高造价、回收困难等不足，需要予以改进；同时催化转移脱氯也有所应用，即催化剂与氯代化合物在供氢剂的作用下，促使氯离子从络合物中脱离转化为游离状态，而新形成的络合物可经分解形成新的物质并被还原成烃类和催化剂，实现了催化氢转移脱氯的循环化[3]。吸附法则是基于氯原子的电负性，以碱

金属等为活性组分，以活性碳、沸石、硅藻土、离子交换脂等为载体，根据有机氯和化合物不同的吸附能力进行脱氯，吸附剂虽然容易加工、可再生，但存在吸附容量小和选择性差等问题，还需研究优化。此外，还有一些脱氯技术尚在研发中，如光电催化氯、生物脱氯等，不过若想实现工业化，还应继续加强理论研究和实践。

值得注意的是，相转移催化脱氯技术是当下原油加工脱氯的一大研究热点， 该技术不仅可以克服脱氯剂精度低、适用条件受限的弊端，还可提高非均相油水体系的催化效率。如相关人员曾通过有机氯转移剂的研发在优选条件下进行了规模较小的工业试验，发现有机氯的脱除精度达到了 96.7%；还有人利用原油脱氯机理制得了液相脱氯剂，使电脱盐脱水中有机氯达到了 85%以上的脱除氯，而且无毒无害、成本较低。因此为进一步改善原油加工脱氯现状，相转移催化脱氯技术值得深入研究和推广应用。

3.提升防护防腐能力

首先，升级设备材质。由于在原油加工过程不可避免的会涉及氯的腐蚀，所以从预防入手提升相关设备的防腐能力非常关键，此时我们可以充分利用当下的先进技术工艺对设备材料加以改良和升级，如不锈钢表面堆焊、高温涂层、表面渗铝、非晶态镍磷镀、不锈钢表面转化膜等技术均可用于设备材料防腐性能的改善，再者选择比重小、强度高的钛、蒙纳尔合金、双相钢 2205 等材质制造炼厂设备也可起到良好的防腐效果[4]。然后，强化腐蚀在线监测。这一点可以借鉴国外的成功经验，将腐蚀监测系统设于原油炼化的重点部位和关键部位，结合挂片腐蚀试验实现实时、在线监测设备腐蚀状态和发展，并借助有效的有机氯和无机氯检测手段，分析判断氯的分布和含量，为具体采取何种措施加以应对提供重要参考，进而减少设备腐蚀，确保生产安全稳定。最后，适当优化工艺流程。如针对电脱盐脱氯技术，由于难以脱除有机氯化物，影响了设备的正常运行，故需要加以改进和优化。具体可以对常压渣油采取二次电脱盐处理，缓解催化裂化中的腐蚀和结盐问题，也可以在加氢反应器的基础上增设 2 个脱氯反应器，用于铵盐问题的解决和氯含量的控制。

结束语：

总之，氯腐蚀现象在原油加工过程中十分常见，而且尚未得到彻底根治，故

当务之急是如何最大限度的减少氯的含量，将其腐蚀控制在最低范围。因此一方面，我们应从技术手段着手，积极寻求有效的防治途径，另一方面则要注重设备材质升级和创新，结合防腐监测系统不断降低氯腐蚀，促进炼厂健康发展。

参考文献：

[1]马大永.原油加工过程中的有机氯化物腐蚀[J].西部皮革,2018,40(22):160.

[2]茅新华,何懿伦.高氯化物原油加工对常减压设备腐蚀预测与控制措施[J].全面腐蚀控制,2016,30(06):74-75.

[3] 丁洪生, 王亭亭, 闫锋, 周亭亭. 原油脱氯技术的研究进展[J]. 石油化工,2016,45(05):624-629.

[4]牛鲁娜,刘小辉.原油氯化物的起因、危害及控制研究进展[J].安全、健康和环境,2015,15(05):1-5.