含硫和含酸重劣質原油加工相關知識！

本期內容由湖南天一奧星泵業有限公司冠名

一、重劣質油的分類

美國NPRA對原油輕重的分類為：API度大於38為輕質原油，API度小於22為重質原油，API度22-38為中質原油。

但是在商品原油貿易中有一些習慣性的分類，例如阿拉伯重質原油API度為27.9等。因此，目前按API度大於36為輕質原油、API度小於27為重質原油、API度27—36為中質原油，也是可行的。

二、含硫含酸原油分類問題

商品含硫原油一般分類為：硫含量小於0.5%為低硫原油，硫含量大於1.5%為高硫原油，硫含量0.5%-1.5%為中等含硫原油田。

原油總酸值(TAN)小於0.5mgKOH／g為低酸原油，TAN大於0.5mgKOH／g為含酸原油，TAN大於1.0mgKOH／g為高酸值原油。

由此得出，符合API度小於27、硫含量大於1.5%、TAN大於1.0mgKOH／g任何一項指標的原油，可稱為劣質原油。

加工高硫原油與加工高酸原油最大的問題是腐蝕，兩者帶來的腐蝕問題是又不同的。加工高酸原油帶來的腐蝕問題主要集中在蒸餾裝置，而加工高硫原油時，由於原油中的非活性硫不斷向活性硫轉變，使硫腐蝕不僅存在於一次加工裝置，也同樣存在於二次加工裝置，甚至延伸到下游化工裝置，貫穿於煉油的全過程中。硫在原油的不同餾分中的含量和存在的形式不盡相同，但都隨沸點的升高而增加，並且富集於渣油中。

三、重劣質原油的加工技術對策

提高劣質原油加工能力的技術關鍵：

一是控制含硫含酸原油對設備的腐蝕，特別是常減壓蒸餾裝置；

二是有足夠配套的渣油加工能力，把重質渣油全部消化掉；

三是加強產品加工過程中的脫硫和硫回收，促使成品油向低硫化發展，同時控制SOx的排放，改善環境保護。

含硫含酸原油對設備的腐蝕，首當其衝的是蒸餾裝置。蒸餾裝置的腐蝕可分為低溫部位和高溫部位兩大類。

1、控制設備低溫部位的腐蝕

加工一般原油就容易發生塔頂冷凝系統腐蝕，加工高硫高酸原油則更易增加腐蝕。發生低溫部位腐蝕的原因主要有：HCI腐蝕、H2S腐蝕、有機酸腐蝕、銨鹽腐蝕等。

傳統的一脫三注仍是控制塔頂低溫部位腐蝕的最有效措施。

• 選用高效脫鹽劑，提高脫鹽效果，使脫鹽後原油含鹽量降到3毫克／升以下，可減少因水解產生的HCl帶入塔頂而產生的露點腐蝕。

• 選用高效有機胺中和劑取代傳統的氨水，按露點和pH值確定注入量，與HCI中和形成有機氯化銨鹽。

• 注入高效油溶性成膜緩蝕劑，降低金屬腐蝕速率。

• 採用水溶性緩蝕劑時，必須注入適量的水，稀釋NH4Cl，防止銨鹽垢下腐蝕。

• 建議大型蒸餾裝置，通過引進或自主開發，均需在塔頂設置在線模擬腐蝕監控系統，加強對塔頂低溫部位腐蝕的控制。

2、控制設備高溫部位的腐蝕

發生在高溫部位的腐蝕原因有：硫腐蝕、環烷酸腐蝕、硫／酸相互作用腐蝕等。

高溫部位腐蝕的控制主要是提高設備材質，採取相應防腐鋼材的措施：

• 高硫低酸原油在不同溫度下的鋼材腐蝕速率，可查看Mc-Conomy曲線；蒸餾裝置加工高硫原油時具體鋼材的選擇可參考SH／T3096-2002《加工高硫原油重點裝置主要設備設計選材導則》和SH／T3129-2002《加工高硫原油重點裝置主要管道設計選材導則》。

• 加工高酸原油(包括高硫高酸原油)時，鋼材的選擇也是參考SH／T3096-2002和SH／T3129-2002兩個導則。

• 對不到位的裝置需適時投入，及早安排改造，進一步提升中國石化加工高硫高酸原油的靈活性。

四、含硫及高酸原油的加工

高酸原油中石油酸結構如下圖：

含酸原油的腐蝕及一般規律：

含酸原油的加工，通常有以下幾種：

1、與低酸值原油混煉，混合後控制酸值≯0.5mgKOH/g。

2、與低酸值原油交替加工，在加工低酸值原油時，高溫部位可能產生保護膜或薄層焦，減腐蝕。

3、材質升級：

在t＞220°℃時，用316L及以上材質。

對大口徑管道，採用不鏽鋼複合板製成的鋼管。

對可預見嚴重沖刷部位，採用大麴率半徑的彎頭及斜接分支三通。

在材質升級的同時，優化、開好電脫鹽。

4、注NaOH中和。但因為Na＋升高，給重油催化、焦化及加氧裝置帶來不利影響，不是根本方法，只能應急。

5、脫酸處理

徹底解決腐蝕問題，必須進行脫酸處理，目前脫酸處理方式主要包括鹼法脫酸、酯化脫酸、催化熱解脫酸、催化加氫脫酸（固定床）、催化脫羧裂化技術等。

五、含硫及高硫原油的加工

含硫及高硫原油的特點如下：

高硫原油加工過程硫分布：

高硫原油腐蝕機理：

含硫原油的加工：

1、工藝防腐蝕

工藝防腐蝕是主要手段之一。以「一脫三注」為例，國外一些煉油廠的深度脫鹽指標達到1mg/L，而國內煉油廠經常達不到3mg/L；國外以使用有機胺類中和緩蝕劑為主，而國內以注氨水為主且緩蝕劑的效果也不甚理想；國外在分餾塔頂系統均採用工藝防腐蝕技術，而國內除蒸餾塔頂採用外,其它分餾塔頂系統採用的還不多。

2、合理選材

應當考慮生產裝置的材質情況，對腐蝕帶來的裝置維護成本和裝置能否長周期安全運行等問題進行分析。國外使用的材料整體上等級要高,國內在分餾塔頂還很少使用雙相不鏽鋼Monel和Hastelloy合金；國外針對加工不同的原油,都有選材標準，而國內則不多、不細，在實際生產中用錯材料或用混材料的例子時有發生。

3、在線監測

國外已普遍使用監測技術，僅常減壓系統，就布置了上萬個檢測點，檢測結果通過網路進入DCS系統；對反應器、爐管等一些核心設備或裝置全部採用監測技術和使用壽命評估。

4、管理體系

加強防腐蝕的管理工作。充分考慮了防腐蝕措施，將有助於各煉油廠改擴建時合理選用設備、管線材質，同時考慮設備防腐措施,防止硫化氫腐蝕泄漏。

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