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1、炼油厂设备腐蚀与防护浅析摘要:目前很多炼化厂由于腐蚀造成很大的损失,以及引起对环境的污染和资源材料的消耗,因而做好腐蚀与防护工作具有很重要的意义。本文分析炼化设备的腐蚀原因及腐蚀机理,介绍了设备的防腐技术,在此基础上总结并提出了一些防腐措施。关键词:腐蚀;防腐蚀;材料;腐蚀监测0r'sYr8r9R2q(x1x/w1X1前言3w*
2、:F*~/u&])z9Y石油炼化设备的腐蚀种类、腐蚀程度与原油所含物质种类及含量有很大关系。随着市场对石油需求量的不断增加以及许多油田开采进入中后期。原油质量日趋恶化,原油含水量、含硫量、含盐量、重金属含量以及酸值都在不断升高,这些不利因素都使炼化设备的腐蚀问题变
3、得日趋严重。因此采取经济而有效的防护措施已成为各炼油厂的一项重要而紧迫的任务。*G5b!Q'V;Z2~2炼化设备的腐蚀类型、腐蚀机理及防腐措施$V;s;A&c#E0G&C0R2.1炼油设备的硫化物腐蚀[1~3]近年来,我国许多炼油厂设备的硫化物腐蚀显著恶化,这主要是由于我国不少油田开采的原油以及进口原油含硫量高所致,炼化设备的硫化物腐蚀,主要是硫化氢、有机硫醇及元素硫等活性硫化物引起化学腐蚀、氢鼓包、硫化物应力腐蚀开裂及高温硫腐蚀等。另外在原油加工过程中,由于高温、高压和催化剂的作用,有些硫化物在120℃就开始分解,一些非活性硫不断向活性硫转变,这也导致了硫腐蚀的发生。a.H2S-HCI-
4、H2O型的腐蚀与防护在接近常温的设备中,如:在常减压装置的初馏塔、常减压塔顶部及塔顶的冷凝冷却系统中,原油中所含的盐类水解生成HCI,随着原油中的轻组分和水分一起挥发、冷凝,当形成酸的pH值为2-3时,将引起设备的强烈腐蚀,其作用属于电化学腐蚀的范畴。腐蚀形态表现为对碳钢为普遍减薄;对不锈钢如Cr13为点蚀;对1Cr18Ni9Ti为硫化物应力腐蚀开裂。其中H2S与HCI产生电离,使浓度降低且转变成保护膜,然而HCI又与反应破坏该保护膜,这样在型腐蚀环境下与HCI相互促进,使腐蚀加剧。另外,由于的存在,也加速了氢引起的腐蚀破坏。对这种类型的腐蚀目前大多炼化厂采取的防护措施有“一脱四注”(脱盐
5、、注碱、注氨、注缓蚀剂和注水)、合理选择耐蚀材料等。b.H2S-HCN-H2O型腐蚀与防护原油中还存在氮化物,在裂解温度下不仅复杂的硫化物分解成H2S,同时硫元素与烃类反应生成H2S,从而导致该类型腐蚀的发生。发生的主要部位有液化石油气罐、加氢装置、脱硫装置、催化冷凝冷却系统及吸收解吸系统等。腐蚀形态表现为碳钢均匀减薄、氢鼓泡和硫化物应力腐蚀开裂,奥氏体不锈钢为应力腐蚀开裂。在H2S-HCN-H2O体系中,HCN是渗氢促进剂,可以溶解保护膜FeS生成白色水溶性胶状物Fe2[Fe(CN)6]在停工时能与空气氧化成普鲁士兰Fe2[Fe(CN)6]3,加速设备的腐蚀。降低此类介质的腐蚀方法有通过
6、水洗的方法,脱除HCN及H2S,提高介质的碱度控制材料杂质,在钢中加入Cu和AI阻碍氢向钢中扩散以及注缓蚀剂等。0E4z2~$P7f9U3Hc.连多硫酸(H2SxO6)的腐蚀与防护高温环境下生成的FeS在停车打开设备时,与潮湿空气接触,生成硫酸而引起硫化物应力腐蚀开裂SSCC,其反应式为首先,亚硫酸引起晶间腐蚀,然后在应力集中和连多硫酸的共同作用下出现裂纹。晶间应力腐蚀多起源于焊接的热影响区,避免此类介质的腐蚀的方法有:使设备停车时不与空气接触、可充氮气保护。一般来讲腐蚀只发生在pH值小于5的范围内,因此可适当用碱液清洗,但必须去掉钠离子,钠易破坏加氢催化剂。另外还可选用耐蚀材料与改善焊接
7、工艺等。/c1T4`.g)d1U!v1s2.2氯化物的腐蚀[4-5]1a2Y+g0~)R从油井中开采的原油一般含有无机盐,其中大部分为氯化物。主要成分为NaCI、MgCI2、CaCI2。这些盐在炼油厂的原油常减压蒸馏装置加工过程中会水解成HCI腐蚀设备,其反应式为水解产生的HCI与水在露点温度附近时,对炼油设备将产生严重的腐蚀与破坏,钠盐通常在蒸馏的情况下不会水解,但当原油中有环烷酸和某些金属元素存在时,在300℃以上就有可能水解成HCI。有时原油实际析出的HCl量超过了全部无机盐水解所产生的HCl,这是由于原油在开采过程中加入的清蜡剂水解所致。因为清蜡剂中含有20%左右的氯代烷烃,在有水
8、存在时,100℃以上便会水解成HCI。*h&[;U%y;P(G+p5r.G*b'i#p原油加工是利用注水的方法使盐类物质溶解于其中,然后在电脱盐罐进行油水分离并将含盐水排出,达到脱盐的效果,但经过处理后仍含有少量NaCI、CaCI2等盐类,盐水解后生成盐酸,对设备产生腐蚀。此类腐蚀主要发生在气液相变处,故称为“露点腐蚀”,主要存在于常减压蒸馏装置、塔顶循环系统及相应的工艺管线和换热设备中,一般气相部位腐蚀较轻,液相部位腐
