利用在線分析技術的強大功能解決煉油廠腐蝕問題

煉油廠的腐蝕問題從過去到現在一直是許多研究、論文、課程與網上論壇的討論課題。盡管許多文獻記載表明人們對于腐蝕的理解已經取得了長足進步，但是同樣表明這一問題依舊存在，且大有愈加嚴重的趨勢。

據估算，全球煉油廠因腐蝕問題所產生的費用每年約為 150 億美元。無從得知更為準確的數字，這是因為煉油廠不對外公開其所面臨腐蝕問題的程度，鑒于其所面臨的不斷增多的環境法規，這一點可以理解。必須指出的一點是，這些費用中并不包括利潤虧損以及損失的有效生產時間。NACE International 公布的一份分析報告顯示，單就美國而言，因煉油廠腐蝕每年造成的利潤虧損可能為120 億美元之多！

盡管關于此問題進行過廣泛的研究并編寫過大量的文獻，但是人們對于腐蝕機理的許多方面尚不完全知曉。與石油煉制相關的問題是腐蝕源并非只是一個，而是許多。令問題更為復雜的是，許多腐蝕物會相互作用以及提高或抑制彼此之間的腐蝕性。此外，物理工藝條件同樣起著一定作用；因此還必須考慮到溫度、流量與雷諾數。煉油廠的自身基礎設施同樣重要。顯然，管道、容器、焊接件與儀表等同樣不容忽視。鑒于可變因素太多，腐蝕顯然是一種復雜問題。

硫

這種狀況之所以無法在短時間內得到改進，原因之一便是高硫劣質原油加工數量的增多。高硫原油是一種硫含量很高的原油（不同于低硫原油）。由于高硫原油原料成本較低，因此出于經濟因素考慮受到煉油廠的青睞。此外，由于低硫原油幾近枯竭，因此可用數量減少。在高硫原油中，硫以硫醇、H2S、硫酸鹽、元素硫等形式存在。這些組分中有許多會產生化學反應，從而導致整個煉油過程中出現應力開裂與硫酸腐蝕現象。

酸性

除了硫之外，原油中還含有許多由石油總酸值 (TAN)定量的組分。該值并非特定于某一種酸，而是指原油中可能存在的所有酸性組分，由中和 1 克石油中酸性物質所需的氫氧化鉀數量確定。石油中常見的酸性物質不僅有環烷酸等有機酸，而且包括礦物酸、H2S、HCN、CO2 等，所有這些物質均會造成設備嚴重腐蝕。在腐蝕性化合物的如此侵蝕之下，即便是適用于酸性條件的材料也無法逃脫受損的后果。另外，基于成本考慮，TAN 較高的原油越來越受到青睞。

除鹽

原油除鹽是煉油的第一步，會對腐蝕與結垢產生直接影響。通過用水對原油混合與沖洗，鹽與固體物質會轉至沉淀在油罐內的水相。靜電場加速油水分離，將造成結垢或者水解形成腐蝕酸的無機鹽大量去除。

化學品通常以破乳劑的形式添加，從而消除油/水乳化。此外，還加入苛性鈉等化學品，從而中和酸性組分。不過，如果不加以控制地加入苛性物質會造成不利后果。過量苛性物質會因為存在脂肪酸等原因形成肥皂。肥皂有助于穩定油水混合物以及阻礙分離過程。此外，過強的原油與水混合物會形成非常難以破除的乳化物。原油經常是以乳化物的形式到達煉油廠，這是因為存在用于最大限度從油罐中提取石油的水分，水分也有可能自然存在于油罐中。事實證明，當乳化物過強時會無法破除。當出現這種情況時，大量的污染物會出現在下游過程當中，產生嚴重的后果。

一種可在中和酸性物質與破乳方面均起到重要作用的工藝參數為過程 pH。認真監測除鹽污水中的 pH 值可確保高效定量苛性物質或酸性物質，從而節省下大量成本。油/水乳化物的穩定性部分取決于 pH 值。保持一定范圍內混合物的 pH 值可有助于破乳劑通過與水滴之間直接相互作用破除乳化物。因此，可改進分離過程的速度與質量，這樣將會減少帶水量，從而可大幅度降低下游腐蝕與結垢率。

蒸餾

即使是進行了良好的除鹽操作，在下游加工過程中也依然會出現腐蝕劑大量存在的現象。一個良好的例證便是在原油蒸餾裝置中發生的酸性水腐蝕現象。在這一過程中會形成大量的酸性氣體，其中典型的氣體為硫化氫。注入原油塔內用于改進分餾法的蒸氣會在裝置的上方冷凝。硫化氫在冷凝物中溶解，并形成一種會導致原油塔頂部區域及上方冷凝器出現應力腐蝕破裂的弱酸。這會導致頻繁地更換冷凝器的管件，在嚴重的情況下還需要更換整個原油塔頂部。

盡管煉油廠的操作人員對這種腐蝕原因相當地熟知，但是卻無法始終采取有效的應對措施。通常注入阻蝕劑與苛性鈉或苛性氨等許多中和劑，從而提高酸性水中的 pH 值。盡管這是一種典型的問題解決方法，但是解決方法比問題本身更加嚴重。由于存在多種酸性氣體與氨，因此會導致固體鹽沉積，其中硫化銨是造成堿性酸性水腐蝕的主要原因之一。當 pH值超過 7.6 時會嚴重提高硫化銨的腐蝕性。超量添加苛性物質會很容易產生過高的 pH 值。因此，與除鹽相同，減小腐蝕的關鍵是準確控制 pH 值。通過測量原油蒸餾塔上方冷凝器進水處的 pH 值，添加適量中和劑，不僅會減小腐蝕，而且會減少化學物質耗用量。據報道，阻蝕劑的使用量減少了 15 % 以上。