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煉油廠干氣回收裝置的腐蝕與防護

文檔作者：崔玉偉文檔來源：中國石油化工股份有限公司鎮海煉化分公司		更新日期： 2026年05月18日	點擊數：
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2019 年第 36 卷第 6 期 石油化工腐蝕與防護 CORROSION &amp;amp; PROTECTION IN PETROCHEMICAL INDUSTRY 專論
引用格式:崔玉偉.煉油廠干氣回收裝置的腐蝕與防護[J].石油化工腐蝕與防護,2019,36(6):27-30? CUI Yuwei. Corrosion and
Protection of Refinery Dry Gas Recovery Unit[ J] . Corrosion &amp;amp; Protection in Petrochemical Industry ,2019,36(6) ：27-30.
煉油廠干氣回收裝置的腐蝕與防護
崔玉偉
（中國石油化工股份有限公司鎮海煉化分公司，浙江寧波315207）
摘要：煉油廠干氣回收裝置是煉油廠回收氫氣、富乙烷氣（乙烯裂解裝置原料）等產島的裝置，由
于其原料多樣，裝置遇到的腐蝕問題也比較復雜。該文詳述了某煉油廠干氣回收裝置生產中遇到的
一系列腐蝕問題，分析了腐蝕原因，提出了防腐蝕對策，并提出了下一步技術優化的建議。
關鍵詞：煉油廠干氣;解吸氣;腐蝕;對策
煉油廠干氣回收裝置是以重整解吸氣、歧化
尾氫和芳繪裝置異構化尾氣為原料生產氫氣和富
乙烷氣（乙烯裂解原料）等產品的效益型裝置⑴，
由于其原料多樣，裝置遇到的腐蝕問題也比較復
雜。某煉油廠干氣回收裝置以抽真空變壓吸附
（VPSA）工藝和淺冷分離工藝回收煉油廠干氣中
的氫氣和液化石油氣。在生產過程中，這套裝置
的吸附塔底部絲網、解吸氣壓縮機管道和壓縮機
出口冷卻器等部位均發生了嚴重的腐蝕問題，直
接影響裝置的安全運行。通過調整裝置原料、優
化設備結構及升級設備材質等辦法，陸續解決了
困擾該裝置長周期運行的一系列腐蝕難題，實現
1裝置流程簡介
某煉油廠干氣回收裝置包括氫氣回收和輕炷
回收兩個單元。氫氣回收單元設計原料以重整裝
置富氣、重整裝置解吸氣、歧化裝置尾氫、加氫裝
置低分氣及燃料氣為主，各原料氣經脫硫、水洗預
處理后進入吸附塔，回收的氫氣經增壓后進入工
廠氫氣管網。增壓后的解吸氣與輕桂回收單元增
壓的芳炷裝置異構化尾氣、常減壓裝置常頂燃料
氣和減頂燃料氣混合進入輕炷單元淺冷吸收部分
回收液化石油氣。裝置經多次改造，目前主要以
重整解吸氣、歧化尾氫和芳桂裝置異構化尾氣為
原料，主要產品為氫氣和富乙烷氣⑵。干氣回收
了裝置的安全穩定運行。裝置流程示意見圖lo
圖1煉油廠干氣回收裝置流程示意
2主要問題及防腐蝕對策
2.1 VPSA吸附塔底部金屬絲網腐蝕
2.1.1腐蝕原因分析
吸附塔是煉油廠干氣回收裝置氫氣回收單元
收稿日期：2019-084）6 ；修回日期：20194）9?17。
作者簡介:崔玉偉,工程師,2006年畢業于大連理工大學,主要從
事生產和設備管理工作o E-mail ：cuiyw. zhlh@ sinopec. com
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專論石油化工腐蝕與防護2019年第36卷
的核心設備。混合原料氣經預處理后由吸附塔的
底部進入,經過由氧化鋁、硅膠、活性炭、分子篩等
多種吸附劑分級搭配的床層后，氫氣由吸附塔頂
部出去，進入氫氣壓縮機增壓。被吸附在吸附劑
上的雜質氣體則經過逆放和抽真空過程由吸附塔
底部出來，逆放氣與解吸氣混合后進入解吸氣壓
縮機增壓。抽真空由3臺(2開1備)水環式真空
泵實現。
在生產過程中，吸附塔底部發生金屬絲網破
損、吸附劑跑劑事故,造成真空泵泵體磨損、解吸
氣壓縮機缸體磨損和換熱器堵塞等一系列問題,
裝置被迫停工卸劑，修復吸附塔底部絲網并更換
部分吸附劑。
吸附塔底部(原料氣入口)分配器為多孔板
加絲網結構，多孔板和壓條材質為碳鋼，絲網材質
為304不銹鋼。卸劑后發現底部絲網已經嚴重破
損(見圖2),絲網壓條和多孔板沒有明顯損壞，不
同吸附劑床層間的隔離絲網部分發生腐蝕破損,
但整體趨勢是越向上腐蝕越輕。經腐蝕產物成分
分析,發現其中有氯離子。對腐蝕的金屬絲網進
行金相分析，發現絲網呈多孔狀，且已變脆。
(b)
圖2吸附塔底部絲網破損照片
在吸附塔進料中，重整裝置的解吸氣中含有
微量的氯離子，加氫裝置氣體會攜帶微量的氨，兩
類氣體混合后會生成氯化鞍鹽。原料經脫硫和水
洗后，介質攜帶微量的水分，原料氣進入吸附塔
后，緊貼絲網的吸附劑硅膠的吸水性較強,在金屬
絲網的表面覆蓋了一層“富水層”，氯化鞍鹽在遇
富水層后水解形成強酸環境，從而對不銹鋼產生
腐蝕。另一方面，不銹鋼絲網相對比表面積較大,
吸附和逆放的交變過程也使表面的膜不斷破壞，
這兩個方面均促進了絲網的腐蝕。
在含有氯離子的酸性環境中，奧氏體不銹鋼
表面的氧化膜發生溶解，氯離子優先吸附在氧化
膜上，把氧離子替換掉，然后和氧化膜中的金屬離
子結合生成可溶性的氯化物，結果就在基底金屬
上生成孔徑為20 ~30 “m的小蝕坑核，并逐步發展
為腐蝕孔，孔內主要發生陽極溶解：
Fe——Fe2+ +2e
Cr----- >? Cr3 +3e
Ni——Ni3+ +3e
氯化錢水解過程：
NH4 + + H,0 -~> NH3 ? H2O + H+
陰極過程為：
2H+ +2e——2H—> H2
在這個腐蝕過程中，氯離子在奧氏體不銹鋼
的晶間與不銹鋼中的Cr生成絡合物，造成晶間貧
鉆，使奧氏體不銹鋼發生晶間腐蝕,最終導致絲網
變脆破損3〕。
2.1.2防腐蝕對策
(1) 升級金屬絲網材質。由于304和316L
的金屬絲網都在使用不長時間后發生了嚴重腐
蝕，最后采用了一層純鐮絲網加一層鐮鋸合金絲
網的材質升級方案，運行一個生產周期后,沒有發
生明顯腐蝕。
(2) 改變吸附劑的級配方案。最低層不再放
置吸水性能強的硅膠，而更換為直徑大于多孔板
孔洞直徑的柱狀分子篩，這樣既避免了水分在金
屬絲網表面富集形成富水層，也可以在金屬絲網
破損的情況下起到保護作用，防止或減緩吸附劑
跑損。
以上措施落實后，吸附塔沒有再發生腐蝕跑
劑事故。
2.1.3下一步優化措施
(1)調整PSA原料，增加原料預處理設施。
由于重整裝置干氣會攜帶微量的氯，而加氫裝置
氣體會攜帶微量的氨，兩類氣體混合后容易生成
氯化鞍鹽，造成過濾器堵塞和吸附劑失效,為此建
議把這兩股氣體分開處理。同時,應該在吸附塔
前設置兩個并聯的活性炭吸附罐，吸附其中的水
分和雜質，凈化吸附塔的原料，提高吸附劑的性能
和壽命。
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第6期崔玉偉.煉油廠干氣回收裝置的腐蝕與防護專論
(2)優化吸附塔底部分配器結構。目前多孔
板+絲網組合結構中,絲網的腐蝕余量偏小，并且
難以安裝到位，平整度差。建議采用格柵板分布
器的代替方案，經核算，此方案并不影響吸附塔入
口的流通面積和吸附劑裝填量，可以滿足工藝需
求，且能提高設備可靠性。
2.2壓縮機解吸氣管道腐蝕
2.2. 1腐蝕原因
由PSA吸附塔經逆放和抽真空出來的解吸
氣,經解吸氣壓縮機三級壓縮后，并入公司燃料氣
管網做燃料氣使用。實際生產中發現解吸氣壓縮
機二級和三級出口管線的腐蝕非常嚴重,直接造
成氣閥、活塞環和拖瓦壽命降低，三級缸體被帶入
的腐蝕產物拉毛。對管道腐蝕產物進行分析，結
果見表1。
表1解吸氣壓縮機管道垢物分析
項目w( Fe),% w(S),% w( Al)/( pg ? g,)
數值41.29 10.70 533
從腐蝕產物的分析結果來看，存在硫化氫的
腐蝕產物FeS,從介質組分和現場垢物外觀來看,
應該還有一定比例的氧化腐蝕產物。
分析認為,硫化氫主要來源于重整富氣、加氫
低分氣等含硫的原料氣，而介質中的氧主要來源
于水環式真空泵。水環式真空泵設計時為填料密
封,通過中間注入帶壓除鹽水實現阻塞密封。但
隨著填料的磨損，在抽真空進程后半部分,填料密
封腔壓力比較低，會出現少量空氣被吸入的情況,
直接增加了解吸氣中的氧含量。經水環真空泵壓
縮后的解吸氣經分液罐后進入壓縮機，攜帶的飽
和態的水蒸氣經壓縮冷卻，在35乜溫度下，壓力
大于0.45 MPa時會凝結成液滴，聚集在管道的低
洼處或分液罐底部,這也是二級分液罐液位上升
較快的主要原因。液態水、氧和硫化氫同時存在,
加劇了碳鋼管道的腐蝕。腐蝕屬于h2s-o2-h2o
體系的腐蝕。
碳鋼在含硫化氫的水溶液中發生如下反應：
陽極反應：
Fe— Fe2+ +2e
Fe2+ +HS'——> FeS+ H*
Fe2+ +S2_―- FeS
陰極反應：
2H+ +2e——2H——H2
生成的硫化亞鐵膜是一種有缺陷的膜，它與
鋼鐵表面的粘結力差，易脫落和氧化，即氧的存在
通常會阻礙保護性硫化亞鐵膜在鋼鐵表面的形
成。氧還可以通過鋼鐵表面硫化鐵膜的細孔和缺
陷滲入其膜內，使膜發生顯微開裂，進而形成孔
蝕核。由于氧的不斷移入，在閉塞電池的作用
下，加速了孔蝕破壞，即氧氣的存在會加速硫化
氫的腐蝕作用，宏觀表現為解吸氣管線的腐蝕
穿孔泄漏。
2.2.2防腐蝕對策
(1) 將真空泵的填料密封改為雙端面機械密
封(見圖3),雙端面間注入帶壓力的除鹽水，通過
注入流程上的壓力檢測，以控制注入水的流量，同
時監控密封運行工況⑸。
(2) 增加在線氧含量分析儀，以實時監控解
吸氣中的氧含量，便于隨時查找問題，調整工況。
(3) 在解吸氣壓縮機二級出口增加一臺聚集
器，以更有效地分離、脫除解吸氣中的水分。
采取以上措施后，壓縮機管道的腐蝕速率明
顯下降，裝置運行趨于平穩。
圖3水環真空泵的機械密封
1—銷釘;2—卡板;3—銷釘;4—大氣側靜環固定套;5—0形圈；
6—機械密封腔外套;7—介質側靜環固定套;8—銷釘
2.3壓縮機出口冷卻器的腐蝕
2.3.1腐蝕原因
解吸氣壓縮機和輕姪壓縮機出口介質混合
后，進入壓縮機岀口混合氣冷卻器?；旌蠚饫鋮s
器為BIU1000-1.0-420-6/19-21型換熱器,殼體材
質為16MnR,管束材質為10號鋼,殼程介質為混
合氣,管程走循環冷卻水。
投入生產后，這兩臺換熱器經常發生泄漏，
特別是第一臺換熱器管束的腐蝕情況尤為嚴
重，曾一次查漏堵管就達到了 116根。對管中
垢樣進行分析表明，其主要成分是硫化亞鐵和
氧化鐵，這一現象與解吸氣壓縮機管道腐蝕類
似，但由于輕炷介質的硫化氫含量更高，所以這
個位置濕硫化氫的腐蝕更為嚴重。特別是在
75七以上時，隨著溫度的升高,H2S-O2-H,O體
系的腐蝕更加明顯。
29
專論石油化工腐蝕與防護2019年第36卷
2.3.2防腐蝕對策
(1) 調整了裝置的原料組成,把部分腐蝕性
成分復雜、硫化氫含量高的介質改岀裝置。
(2) 將解吸氣壓縮機和輕姪壓縮機的出口介
質分開冷卻，冷卻后再進行混合，避免氧、水及硫
化氫在75七以上工況下協同作用,從而抑制換熱
器管束腐蝕。
(3) 將換熱器管束材質由普通碳鋼升級為不
銹鋼。
采取以上措施后，抑制了壓縮機出口冷卻器
管束的腐蝕，實現了裝置的長周期穩定運行。
3結束語
隨著煉油廠管理的精細化，煉油廠干氣處理
逐步從原來的粗放處理轉變為精細使用。但由于
煉油廠干氣來源眾多、成分復雜,對裝置設備產生
的腐蝕也多種多樣。應該從工藝的源頭入手，對
原料進行合理分類，避免多種腐蝕因素疊加，形成
新的腐蝕源頭。在對原料分類的基礎上,要仔細
分析原料中的有害成分，不可忽略微量成分的作
用，以選擇合適的設備結構和材料。最后,在實際
生產過程中,要避免因設備選型不當造成新的腐
蝕問題，例如真空泵密封選型不當而導致介質中
氧含量的增加。如果能綜合考慮以上因素，并
采取合適的控制手段，煉油廠干氣回收裝置就能
夠長周期穩定運行,給煉化企業帶來可觀的經濟
效益。
參考文獻
[1] 唐未慶.煉廠飽和干氣提純后做乙烯原料技術經濟分析
[J].石油化工技術與經濟,2014,30(2):6-10.
[2] 張水元.綜述煉化氣體原料用于乙烯裝置[J].乙烯工業，
2018,30(1) ：27-29.
[3] 黃柏宗.石油工業中的腐蝕[M].北京：石油工業出版社，
2004：105-106.
[4] 翁維龍.腐蝕與防護[M].北京:石油工業岀版社,2001 ：56-
58.
[5] 王濤.VPSA裝置水環式真空泵機械密封的改造建議[J].
化工機械,2011,38(5) :628-629.
(編輯王維宗)
Corrosion and Protection of Refinery Dry Gas Recovery Unit
CUI Yuwei
(SINOPEC Zhenhai Refining &amp;amp; Chemical Co. , Ltd. , Ningbo 315207 , China)
Abstract： Dry gas recovery unit is an efficient unit for recovering hydrogen, ethane-rich gas ( feedstock of ethylene cracking
unit) and other products in major refineries. However, due to the variety of raw materials, complex corrosion problems occurred
in the unit. A series of corrosion problems in a refinery dry gas recovery unit was described. Corrosion causes was analyzed and
anti-corrosion measures as well as suggestions for further technical optimization were put forward.
Key words: refinery dry gas； desorption gas； corrosion； countermeasure
r j
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