石油化工设备的硫腐蚀和氢腐蚀

《石油化工设备的硫腐蚀和氢腐蚀》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、石油化工设备的硫腐蚀和氢腐蚀第一部分硫腐蚀及其防护措施炼油厂设备接触的主要介质是原油，此外还有水蒸气、空气、烟气、酸气等。原油的主要组成是各种烷烃、环烷烃和芳香烃，它们并不腐蚀金属设备。但原油中还含有杂质，如无机盐、硫化物、氮化合物、有机酸、氧、二氧化碳和水就是腐蚀性介质，而另外一些本身虽无腐蚀性但会在加工过程中转化为腐蚀性介质。一、原油的腐蚀性1.1原油性质与原油腐蚀性强弱的定性判断原油是一种极复杂的多组成混合物，由许多不同的化合物组成，主要是各种烃类，还有少量的非烃类。只要的烃类是烷烃、环烷烃和芳香烃三种，含硫、含氧和含氮化合物通称

2、为非烃类化合物，常以胶状和沥青状物质的形态存在于原油中。组成原油的化学元素主要是碳（C）、氢（H）两种。碳含量占83％～87％，氢含量占11％～14％，两项合计占96％～99％，其余1％～4％是硫（S）、氮（N）、氧（O）三种元素和少量的金属元素。少数原油也有例外，特别是硫含量变化更大。衡量原油的性质指标主要有密度、粘度、馏程、凝点、含蜡量、沥青质、胶质、残碳值、水分、含盐量、闪点、灰分、机械杂质等，这些指标都有各自的含义，综合在一起反映出原油的性质。然而由于原油的产地和化学元素的组成不同，因此不同的阿原有这些性质指标也有一定的变化。在

3、原油加工过程中所表现出的腐蚀性也各不相同，如我国的大庆原油属低硫、低盐、低酸原油，与国内其它产地的原油如胜利原油相比，腐蚀性相对较弱。因此，在石油加工过程中应首先对所加工的原油性质有所了解，判断出原油的腐蚀性强弱，从而在生产装置的总体设计中确定材料的选用标准，为设备的防腐蚀奠定基础。从腐蚀和防护角度考虑，可从原油性质的下列四个数值来初步判定原油腐蚀性的强弱。1、盐含量原油中盐的含量高低直接影响到原油腐蚀性的强弱。因为原油中所含的盐多是些无机氯化物，如氯化钠、氯化镁和氯化钙等。后两种物质在原油加工过程中容易受热分解产生氯化氢，而氯化氢溶于

4、水便成为腐蚀性很强的盐酸，所以从防腐角度而言，原油中的盐含量越低越好，这就要求在石油加工中必须进行严格的脱盐处理。2、硫含量任何一种原油总是或多或少地含有一些硫化物，含硫量的高低，表示原油中含有硫化氢和有机硫化物的多少。原油中硫含量大于2％时称为高硫原油，低于0.5％时称为低硫原油，介于0.5％～2％的称为含硫原油。原油中的有机硫化物主要以硫醇、硫醚、噻吩等形式存在，硫化氢有的是原来溶解于原油中的，有的则是在工艺过程中可能产生单质硫。其中单质硫、硫化氢和硫醇对金属有腐蚀作用，称为活性硫化物。硫醚和噻吩等对金属没有直接的腐蚀作用，故称为中

5、性化合物。但许多中性化合物在高温下可以分解为活性硫化物，特别是在有氢气存在的情况下，中性硫化物可以生成硫化氢或硫醚等活性硫化物而发生腐蚀作用。可以说含硫量越高，腐蚀性越强。3.酸值酸值的单位是mgKOH/g油，酸度的单位是mgKOH/ml油。这表示原油中含有的脂肪酸——环烷酸量的多少。较高酸值的原油，在加工过程中腐蚀性较强对生产有不利影响，酸值较高，腐蚀性较强。4.含氮量含氮量的高低表示原油中氮化物的多少。一般说来，原油中的含氮量都是较少的。原油中的氮化物可分为碱性和非碱性两种。碱性氮化物有吡啶、喹啉等；非碱性氮化物有咔唑、吡咯等。此外

6、还可能有非碱性的含氮的金属化合物。由于原油中的含氮量比较低，氮化物在低温下较安定，因此在常减压蒸馏中不分解，不发生腐蚀作用。但在温度较高或受催化剂作用的影响，氮化合物中的氮可能释放出来，生成氨（NH3）或氰化氢（HCN），可能造成二次加工装置中分馏塔顶和冷凝系统的腐蚀。以上四项指标中，含量越高，原油腐蚀性越强，反之亦然。因此可根据这四项指标的大小判断原油腐蚀性的强弱。1.2含硫化合物对设备的影响原油中的总含硫量与腐蚀性能之间并无精确的关系，主要与参与腐蚀反应的有效硫化物含量如H2S、单质硫、硫醇等活性硫化物及易分解为硫化氢的硫化物含量有

7、关。因此，对腐蚀而言，原油中硫化物的腐蚀类型比原油总硫含量更为重要。硫化物的腐蚀作用与温度有直接的关系。原油中一些硫化物对热时不稳定的，在温度升高过程中灰逐渐分解成小分子量的硫化物。元素硫和硫化氢可互相转化，硫化氢被空气氧化可以生产单质硫，单质硫与原油中的烃类物反应又可以生产硫化氢。这种变化使硫化氢分布在低温及高温各部位。因此概而言之，低温部位的腐蚀以硫化氢为主，高温部位腐蚀则以单质硫为主。硫化物对设备的腐蚀与温度（t）之间具体存在以下关系：（1）t≤120℃，硫化物未分解，在无水情况下对设备无腐蚀，但当含水时，形成炼厂各装置中轻油部位

8、的H2S－H2O型腐蚀，成为难以控制的腐蚀部位。（2）120℃＜t≤240℃，原油中硫化物未分解，对设备无腐蚀。（3）240℃＜t≤340℃，硫化物开始分解，生成H2S，对设备腐蚀也开始，并随着温度的升高腐