高硫油加工装置高温重油管线材质

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1、高硫油加工装置高温重油管线材质普查及耐蚀材料研究 孙亮黄祖娟中石化金陵分公司（南京210033）摘要本文针对金陵分公司加工高硫、高酸原油后设备腐蚀日趋加重的现状和高温硫腐蚀特点，根据各主要装置选材推荐情况，提出加强高温重油管线日常腐蚀检测和材质升级，确保高温重油部位安全运行。关键词高硫油管线材料研究 11        前言腐蚀危害巨大，据一些工业发达国家的统计，每年因腐蚀造成的损失就占国民生产总值的4%左右。在石油化工企业中，腐蚀造成的损失所占的比例更大。腐蚀问题首先是经济问题，由于设备腐蚀的发生，导致了检维修费用的居高不下，影响了企业的效益，一些常见、本可避免的腐蚀问题的不断重

2、复发生，导致检维修费用不能集中使用，不能更有效地对真正大的关键设备隐患进行整改。另外，由于设备腐蚀故障的存在，使装置不能实现长周期运行，成为制约企业经济效益进一步提高的因素之一。腐蚀问题又是一个安全问题，腐蚀隐患就是安全隐患。由于设备腐蚀而导致的安全事故，石化企业屡见不鲜，教训惨痛。腐蚀问题还是一个环保问题，因腐蚀而导致的跑、冒、滴、漏，既浪费了资源、能源，又对环境构成威胁。因此必须采用合适的防腐措施，以避免腐蚀事故的发生。腐蚀现象几乎涉及国民经济的一切领域2高温环境下材料的腐蚀2.1高温硫腐蚀温度范围高温硫对设备的腐蚀从240℃开始随着温度升高而迅速加剧，到480℃左右达到最高点

3、，以后又逐渐减弱。高温硫发生的温度范围在240～480℃。2.2高温硫腐蚀机理高温硫的腐蚀，实际上是以H2S为主。原油中的硫，一部分作为单体硫存在，大部分则以活性硫与烃类结合以不同类型的有机硫化物的形式存在。根据硫和硫化物对金属的化学作用，又分为活性硫化物与非活性硫化物，因此，高温硫腐蚀过程包括两部分。活性硫化物如硫化氢、硫醇和单质硫，在温度达到350～400℃时都能与金属直接发生化学作用，其腐蚀机理如下：H2S----→S+H2H2S+Fe----→FeS+H2RCH2CH2SH+Fe----→FeS+(RCH=CH2)+H2当温度升高到375～425℃时，未分解的H2S直接与铁

4、发生反应：Fe+H2S----→FeS+H2由于硫化铁的附着力很强，也较致密，对进一步的腐蚀反应有一定的阻滞作用，所以在腐蚀开始时，速度很高，而在一定时间后，腐蚀有所减轻。但是，在这种保护膜遭到破坏后，腐蚀将继续进行。原油中所含的硫化物除硫化氢、低级硫醇和元素硫外，还存在大量的对普通碳钢无直接腐蚀作用的有机硫化物，如高级硫醇、多硫化物、硫醚等。原油中的硫醚和二硫化物在130～160℃已开始分解，其它有机硫化物在250℃左右的分解反应也会逐渐加剧。最后的分解产物一般为硫醇、硫化氢和其它分子量较低的硫醚和硫化物，由于原油产地不同，各种硫化物的热稳定性也不一样，因此其分解作用的快慢和分解

5、程度的高低也不同。这些有机硫化物分解生成的元素硫、硫化氢则对金属产生强烈的腐蚀作用。如戊硫醇（C5H11SH）在高温下由于分子引力而吸附于有催化活性的碳钢表面上，使硫醇基SH断裂变成自由基：生成的自由基会进一步与尚未分解的硫醇C5H11.SH作用生成硫化氢：C5H11SH+SHC5H10SH+H2S二硫醚的高温分解有两种方式，可以生成元素硫，也可以生成硫化氢：RCH2CH2S∣----→RCH2CH2SH+RCH=CH2+SRCH2CH2SRCH=CH∣----→S+H2S+2H2RCH2CH2SRCH=CHRCH2CH2SRCH2CH2SRCH=CH∣----→S+RCH+CH2

6、+SRCH2CH2SRCH=CH或      2.3高温硫腐蚀的影响因素影响高温硫腐蚀的因素很多，腐蚀大小主要随温度、硫化氢浓度、介质流速、材质以及环烷酸的含量不同而改变。a)温度影响。温度影响表现在两个方面，一是温度升高促进了硫、硫化氢、硫醇等与金属的化学反应；二是温度升高促进了原油中非活性硫的热分解。原油中所含的某些硫化物，只有在240℃以上才开始分解成硫化氢，有些结构复杂的硫化物，在350～400℃时分解最快，到500℃时硫化物基本分解完毕。b)硫化氢浓度的影响。硫化氢是所有活性硫化物中腐蚀性最大的。因此，无论是原油、成品油或半成品油中所含的硫化氢浓度越高，则腐蚀性越大。所以

7、，一般以硫化氢浓度的高低来衡量油品腐蚀性的大小，但是，含硫量不等于硫化氢浓度高。也就是说，油品的腐蚀性与原油的总含硫量之间并不成正比例关系，而是取决于其中硫化物的性质和在炼制过程中其热分解的程度。c)流速的影响。流速越高，金属表面的硫化铁腐蚀产物保护膜越易脱落，界面不断更新,金属的腐蚀也就进一步加剧。d)钢材中的合金元素影响。材料的材质不同，抗高温硫腐蚀的性能也不同。抵抗高温硫化氢腐蚀的能力主要是随设备材质中铬含量的增加而增加。铬是具有钝化倾向的元素，由于铬的存在，促