炼油装置的设备腐蚀与防护
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18随着经济的发展,石油资源在不断的减少,近几年油品的质量也呈现出下降的趋势,在国内炼油厂中,原油含硫趋势明显升高,所带来的腐蚀性问题日益突出。
在腐蚀问题的研究上我国与国外在技术上还存在一定的差距,我们要根据实际情况,吸收并学习先进的防腐蚀技术,为我国的炼油企业提供有效的防腐措施。
1 常减压装置低温腐蚀1.1 低温腐蚀概况和机理目前,我国大部分炼油厂的原油都是进口的,原油成分复杂,性质较差,尤其是一些高硫低酸原油,在炼油厂生产过程中必须要采取防腐措施,确保装置的正常运行,维持检修周期。
在常减压装置中,诱发产生低温腐蚀的因素有很多,油品质量较差是一方面,低温腐蚀常发生的部位有初馏塔、常压塔和减压塔的塔顶,以及塔盘处,还有就是空冷管束等。
在常减压装置中的低温腐蚀,主要分为2种类型,如表1所示。
表1 常减压装置腐蚀类型序号腐蚀类型腐蚀因素常见部位1HCl-H 2O型pH值、氯离子 硫化氢初馏塔顶、常压塔顶 减压塔顶部、塔顶空冷2HCl-H 2S-H 2O型根据表中所示的部位,腐蚀常出现在低温的存有液态水的位置,与pH值、氯离子和硫化氢的含量有关系,其主要原因是原油中所含的氯离子,一定的温度下,氯盐在发生的水解反应,形成酸[3],如表2所示。
表2 氯盐腐蚀机理氯盐反应机理MgCl 2MgCl 2+2H 2O→Mg(OH)2+2HCl CaCl 2CaCl 2+2H 2O→Ca (OH)2+2HCl在冷却部位以及减压塔塔顶产生的腐蚀原因主要是硫化氢,硫化氢主要是硫化物受热分解产生的,氯盐水解产生的氯化氢气体非常容易形成盐酸,形成酸腐蚀环境,如果同时存在硫化氢,会加快腐蚀,如表3所示。
表3 加速腐蚀机理Fe+2HCl→FeCl 2+H 2FeCl 2+H 2S→FeS+HCl Fe+ H 2S→FeS+H 2FeS+HCl→FeCl+H 2S1.2 低温腐蚀原因(1)pH值控制当pH值<6时,硫化氢腐蚀性增强,反之,随着pH值的不断上升,腐蚀也会随之减弱,那么塔顶的pH值控制关系到整个生产,若控制的不理想,会导致腐蚀问题的严重。
《石油炼制常减压装置腐蚀与防腐》篇一一、引言石油炼制过程中,常减压装置是关键的工艺流程之一。
该装置的主要功能是利用物理过程,如蒸馏和热裂解,将原油进行初步的分离和提纯。
然而,由于常减压装置的工作环境涉及高温高压、腐蚀性介质等复杂因素,设备的腐蚀问题成为了影响其运行效率和安全性的重要因素。
因此,研究常减压装置的腐蚀现象及采取有效的防腐措施显得尤为重要。
二、常减压装置的腐蚀问题1. 腐蚀原因分析常减压装置的腐蚀主要源于两个方面:一是化学腐蚀,即由于设备与腐蚀性介质(如含硫、含氮化合物等)的化学反应而导致的腐蚀;二是电化学腐蚀,即由于设备内部不同金属间的电位差而导致的电化学腐蚀。
此外,设备在高温高压的环境下也容易发生高温氧化腐蚀。
2. 常见腐蚀类型(1)全面腐蚀:设备表面均匀受到腐蚀,导致设备壁厚减薄。
(2)局部腐蚀:包括点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等,这些腐蚀形式往往具有较大的破坏性。
(3)冲刷腐蚀:由于介质流动冲刷设备表面而导致的腐蚀。
三、防腐措施1. 材料选择选择耐腐蚀性强的材料是防止设备腐蚀的有效途径。
例如,对于含有较多硫、氮等腐蚀性成分的原油,可以选择具有较好耐蚀性的合金材料。
此外,对于高温高压环境下的设备,应选择耐高温、耐高压的材料。
2. 表面处理对设备表面进行喷涂、镀层等处理,可以有效地隔绝设备与腐蚀性介质的接触,从而减缓设备的腐蚀速度。
此外,对于局部腐蚀严重的部位,可以采用阴极保护等电化学方法进行防护。
3. 工艺控制通过优化工艺流程,降低设备的运行温度、压力等参数,可以有效地减缓设备的腐蚀速度。
此外,定期对设备进行清洗、检查和维护,及时发现并处理设备的腐蚀问题,也是防止设备腐蚀的重要措施。
4. 防腐管理建立完善的防腐管理制度,定期对设备进行防腐检查和评估,及时发现并处理设备的腐蚀问题。
同时,加强员工的培训和教育,提高员工的防腐意识和技能水平,也是防止设备腐蚀的重要措施。
四、实例分析以某石油炼厂的常减压装置为例,该装置在运行过程中出现了严重的腐蚀问题。
中国石化炼油工艺防腐蚀管理规定实施细则1. 引言炼油工艺是中国石化行业的重要组成部分,炼油装置的运行稳定性及设备的寿命受到腐蚀的严重影响。
为了保证炼油装置的安全运行和设备的长期使用,中国石化制定了《中国石化炼油工艺防腐蚀管理规定实施细则》(以下简称《细则》),对炼油工艺中的防腐蚀管理进行了规范和具体要求。
2. 适用范围《细则》适用于中国石化旗下所有炼油工艺装置和相关设备的防腐蚀管理。
3. 设备分类根据《细则》,设备可分为以下几类:3.1 高压设备高压设备包括高压容器、高压管道等。
对于高压设备的防腐蚀管理,应按照国家相关标准(如《压力容器安全技术监察条例》、《高压管道安全技术监察条例》等)执行,并建立相应的管理制度和防腐蚀工艺。
3.2 储罐设备储罐设备是炼油工艺中存储原料和产品的重要设备。
对于储罐设备的防腐蚀管理,应根据储罐的材质、规格、使用环境等因素制定相应的防腐蚀计划,并进行定期检查和维护。
3.3 泵阀设备泵阀设备通常用于原料输送和流程控制,在炼油工艺中起到关键作用。
对于泵阀设备的防腐蚀管理,应选择耐腐蚀材料,并采取相应的防腐蚀工艺,如喷涂防腐涂料、电化学保护等。
4. 防腐蚀材料的选择和应用根据设备种类和工作环境的不同,应选择适合的防腐蚀材料,并按照相关标准和规范进行应用。
防腐蚀材料的选择包括金属材料和非金属材料两种。
4.1 金属材料的选择金属材料的选择应考虑其耐腐蚀性能、机械性能、热力学性能等因素。
常用的金属材料包括不锈钢、合金钢、镍基合金等。
在使用过程中应注意金属材料的保护,如定期维护、表面处理等。
4.2 非金属材料的选择非金属材料主要包括塑料、橡胶、陶瓷等。
在选择非金属材料时,应考虑其耐腐蚀性能、温度耐受能力、耐压性能等因素。
非金属材料的应用应符合相关标准和规范,并定期进行检查和维护。
5. 防腐蚀工艺的选择和应用防腐蚀工艺的选择应根据设备类型、工作环境等因素进行综合考虑。
常用的防腐蚀工艺包括涂层防护、电化学保护、阴极保护等。
中国石油天然气股份有限公司炼油与化工分公司腐蚀与防护管理规定第一章总则第一条为加强腐蚀与防护管理工作,提高腐蚀与防护管理水平、延长设备使用寿命,保证炼化装置安全、平稳、长周期运行,依据国家相关法律、法规和《中国石油天然气股份有限公司炼油与化工分公司设备管理办法》,制定本规定。
第二条本规定适用于股份公司炼油与化工分公司归口管理的炼油与化工企业(以下简称地区公司)腐蚀与防护的设计、选型、采购、制造、安装、使用、检验、修理、改造、更新、报废等方面的管理工作。
第三条本规定是对腐蚀与防护管理的基本要求,各地区公司在生产、技术引进与开发,新、改、扩建项目和设备管理中,必须严格执行国家有关法律、法规及本规定。
第二章管理职责第四条炼油与化工分公司按照《中国石油天然气股份有限公司炼油与化工分公司设备管理办法》的规定,依据其职责,全面管理各地区公司腐蚀与防护工作,指导各地区公司不断改进和加强腐蚀与防护管理工作,提高腐蚀与防护管理和技术水平。
—1—第五条中国石油炼化企业腐蚀与防护工作中心在炼油与化工分公司的领导下,负责地区公司的腐蚀与防护技术管理工作。
(一)组织或参与腐蚀与防护规章制度、标准、规范的制定;(二)组织与实施腐蚀与防护的研究、技术攻关与推广;(三)组织或参与日常、装置停工检修期间腐蚀检查工作;(四)组织开展技术交流与培训等工作;(五)负责腐蚀与防护管理系统的推广应用。
第六条各地区公司分管副经理依据《中国石油天然气股份有限公司炼油与化工分公司设备管理办法》的管理要求和职责,全面负责企业腐蚀与防护管理工作。
第七条各地区公司应建立健全腐蚀与防护管理体系,明确各级、各部门、各单位的职责,保证腐蚀与防护全过程管理的落实。
各地区公司设备管理部门是腐蚀与防护的主管部门,负责腐蚀与防护全过程管理,应设专(兼)职技术人员负责腐蚀与防护管理工作。
第八条设备管理部门职责:(一)负责设备腐蚀与防护的管理工作。
贯彻执行腐蚀与防护有关的法律、法规、标准、规范及本规定;(二)制定腐蚀与防护的管理规章制度,参与审查工艺操作规程和岗位操作规程;—2—(三)组织或参与腐蚀与防护的设计、选型、采购、安装、使用、检验、修理、改造的全过程管理;(四)组织建立健全腐蚀与防护档案,完善相关腐蚀与防护资料。
收稿日期:2002-10-17。
作者简介:赵培录,山东省安丘人,1964年出生,1986年毕业于青岛化工学院机械系,高级工程师,现任中国石化股份公司济南分公司副经理。
1992年参加了催化裂解的工业放大试验,并获得原“中国石油化工总公司”颁发的当年度科学进步特等奖。
济南炼油厂常减压装置设备的腐蚀与防护赵培录 张庆河 张兆宽 张长乐(济南炼油厂,山东济南250101)摘要:在详细介绍装置设备腐蚀状况的基础上,分析了设备的腐蚀原因,指出掺炼阿曼高硫原油和电脱盐合格率较低是造成设备腐蚀的主要原因。
加强“一脱三注”管理、合理的材质升级和对换热设备进行涂层、锈层处理,可使腐蚀得到控制。
关键词:常减压装置 设备腐蚀 一脱三注1 概述 常减压蒸馏装置属燃料-润滑油型蒸馏装置,减压系统采用干式蒸馏,减压塔为全填料塔。
该装置1992年5月建成,原设计能力为1.5Mt/a ,后经过两次技术改造,现装置生产能力达到3.5Mt/a 。
造成该装置设备腐蚀的主要原因是原油中存在有硫化物、氮化物、无机盐和有机酸等腐蚀性杂质。
设备腐蚀的程度直接受杂质含量多少的影响,其中以硫化物、无机盐和有机酸的影响较大。
表1列出了近几年加工原油的种类和基本性质。
表1 原油的基本性质时间原油名称S /%N /%酸值/mgK OH ・g -1脱后含盐合格率/%1996-01临商原油0.340.30 0.37 781997-08临商原油0.330.26 0.33 801998-06临商原油0.35 0.40 821999-07混炼原油0.320.32 0.24 812000-04临商原油+阿曼原油0.630.25 0.30 832000-07临商原油+阿曼原油0.520.50 0.82 78 注:原油脱后含盐控制指标为小于3mgNaCl/L 。
由表1的数据显示,所加工的原油在1999年(即掺炼进口含硫原油)以前,属低硫低酸值原油,总的来说设备的腐蚀问题不重。
FRIEND OF CHEMICAL INDUS TRY60FRIEND OF CHEM ICAL INDUS TRY2006.NO .01化工之友石化论坛某炼油总厂柴油加氢装置采用热壁式加氢反应器选用先进的热高分流程采用加氢脱酸加工方案对含硫较高的柴油进行加氢处理但腐蚀问题日益严重尤其是加氢反应器后的分馏塔塔顶冷凝系统更为突出多次造成换热器管束穿孔直接威胁着安全生产另外大量的腐蚀沉积物导致加氢反应器中催化剂床层压差上升管线堵塞能源消耗加剧生产效率降低为了保证正常生产必须解决腐蚀的防护问题以确保装置长周期安全运行1腐蚀原因分析在正常的生产运行中装置的受力情况比较复杂接触的各种介质腐蚀性很大设备易发生各种腐蚀如应力腐蚀晶间腐蚀去极化腐蚀加氢腐蚀等其反应式如下1.1加氢脱硫RSH+H 2RH+H 2S C 2H 4S+4H 2C 4H 10+H 2S 1.2含氧化物加氢脱氧含氧化物主要有环烷酸和酚类等这些氧化物加氢转化为水和烃C 5H 12O 2+H 2C 4H 12+H 2O+C从以上反应可看出反应产物有硫化氢水再加上柴油中不可避免的Cl -构成了腐蚀性介质一般来说在不含Cl -的水溶液中含有H +S 2-HS -和H 2S 对金属的腐蚀为氢去极化反应过程阳极反应:Fe-2e Fe 2+,Fe 2++S 2-FeS阴极反应2H ++2e H 2反应生成硫化亚铁保护膜但在pH 值低含Cl -时硫化亚铁膜被破坏发生FeS+2H ++2Cl -Fe Cl 2+H 2S反应生成的Fe Cl 2溶于水可被溶液带走失去硫化亚铁保护膜的金属可被硫化氢再次腐蚀生成FeS 膜FeS 又再次被HCl 分解失去保护作用如此循环就大大促进了碳钢设备的腐蚀2防腐蚀措施为了有效解决柴油加氢装置反应器后的分馏塔塔顶冷凝系统的腐蚀问题,我们采用一种能抑制柴油加氢装置分馏塔塔顶冷凝系统H 2S-HCl -H 2O 介质腐蚀的中和剂,经过二年多的现场应用,防腐效果明显,取得了比较满意的效果该中和剂为复合型缓蚀剂由中和胺快速成膜剂成膜胺三部分组成其缓蚀机理为中和胺中和硫化氢及氯化氢以达到调节溶液pH 值的目的成膜胺为长链油溶性胺在快速成膜剂的作用下在金属表面形成保护膜阻止侵蚀性介质接触而减缓腐蚀3试验与检验将A 3钢试片(2800m m 2)放入pH 值为2.0的稀盐酸中并加入不同量的中和剂在转速为45r /m i n 80恒温下运行72h 待钢片清洗干净后称重测得的结果见下表V cor r 为金属的腐蚀速度为缓蚀率下同下表为RSK -1中和剂对油品性质影响的试验结果试验步骤将0.065g 中和剂溶剂于85m L 水中并与520m L 加氢柴油充分混合后注入分液漏斗中在40的水浴中静止24h 后放出下面水层对柴油进行分析从表可看出在冷凝系统使用该中和剂对柴油的质量没有任何影响从表中可以看出在未使用R SK -1中和剂前冷凝水的pH 值为3.0 4.0Fe 2+含量为4060g/g 使用RSK -1中和剂后冷凝水的pH 值为7.08.0Fe 2+含量为0 2.5g/g 说明使用RSK -1中和剂具有良好的防腐效果柴油加氢装置使用该中和剂可延长开工周期减少设备维修费用取得了明显的经济效益3结束语经分析可以看出柴油加氢装置反应器的冷凝系统的腐蚀是由H 2S -HCl -H 2O 介质所引起由于原来采用的注水注氨注缓蚀剂等方法的防腐措施效果较差采用注中和剂后使塔顶冷凝水中的铁离子含量由原来的4060g/g 降到0 2.5g/g pH 值由原来的3.0 4.0升至7.08.0可大大减缓腐蚀程度防腐效果十分显著值得大力推广使用炼油装置的腐蚀与防护秦昊春1王义2王仁2(1.大庆市福利油脂化工厂2.大庆联谊石化集团163000)摘要:系统分析了某炼厂加氢装置加氢反应器冷凝系统发生的腐蚀机理采用自行开发的中和剂大大减缓腐蚀程度防腐效果明显成功地解决了系统的腐蚀问题使装置安全运行主题词柴油炼制加氢装置腐蚀防护中和剂中文分类号:TE 98文献标识码:B。
238原油当中的组成成分是导致设备腐蚀的直接因素,同时也就决定了腐蚀的种类与程度。
石油需求的增加以及开采难度的提高,都导致了原油质量的下降,其中最为直观的体现就是其内部含有大量的腐蚀性物质,比如硫、盐、重金属等等物质,而酸性物质的存在更是加速了腐蚀的发生,并且给炼油厂带来巨大的损失,严重威胁人们的生命和财产安全。
1 炼油厂设备出现腐蚀的具体因素分析1.1 硫化物的腐蚀作用该种物质的腐蚀通常包含了一下的三种情况,即 H 2S-HCI-H 2O 型 、H 2S- HCN-H 2O型、连多硫酸型(H 2SxO 6)。
①H 2S-HCI-H 2O 型硫腐蚀炼油设备中的初馏塔,在日常的工作过程中会反应出现HCL,并且与水分结合之后产生一定的挥发性物质,如果溶液的pH值在2-3左右,其对于设备就存在了严重的腐蚀作用。
这就是我们通常所说的电化学腐蚀。
从腐蚀的强度方面来分析,其对于碳钢材料的影响比较小,也就是减薄作用;其并不会对不锈钢产生严重的腐蚀,一般表现的都是点蚀反应;而对于1C r18N i9Ti则表现出更高法腐蚀作用,严重的影响其正常工作,并且还会导致材料出现裂纹等缺陷,从而诱发事故。
②H 2S-HCN-H 2O 型硫腐蚀这种型式的腐蚀通常都发生在液化石油气储罐、催化冷凝设备中,并且腐蚀非常严重。
因为原油中含有大量的氮化物,在高温的作用之下就会形成了硫化物H 2S,进而导致了腐蚀现象的存在。
这种腐蚀对于设备影响比较大,但是HCN 在反应中逐渐的形成了Fe 2[Fe(C N )6],其是一种白色水凝胶状物。
设备停机式,Fe 2[Fe(C N )6]与空气发生养化,形成普鲁士兰Fe 2[Fe(C N )6]3,加快了硫腐蚀的发生。
③连多硫酸型(H 2SxO 6)硫腐蚀这种腐蚀现象最为常见的是发生在焊接热影响区域内。
设备停机之后,高温作用之下的FeS与潮湿的空气反应之下就会产生硫酸,该物质最为明显的腐蚀反应就是在晶粒间的位置上,并且持续腐蚀反应就会导致该区域的材料发生开裂,产生腐蚀作用。
炼油设备的腐蚀及其防护对策炼油设备在长时间使用过程中易受腐蚀的影响,这会影响设备的使用寿命和性能。
腐蚀不仅造成设备表面的外观损坏,同时还可能导致设备的机械强度下降,从而影响设备的安全性能。
因此,对炼油设备进行腐蚀防护至关重要。
腐蚀的主要原因是化学介质和环境对设备材料的侵蚀,炼油设备通常使用的材料有碳钢、不锈钢等。
针对不同的腐蚀情况,可以采取不同的防护对策:1. 表面处理:通过喷涂或浸渍等方法,在设备表面形成外层保护膜,阻隔介质和环境对设备表面的侵蚀。
常见的表面处理包括涂层、镀层等。
2. 材料选择:选择对特定介质有较好抗腐蚀性能的材料,如使用耐腐蚀合金钢、玻璃钢等材料。
3. 防护层:在设备内部涂覆防腐蚀层,以防止介质对设备内部结构的侵蚀。
4. 循环水系统:采用循环水系统,对设备进行定期清洗和冲洗,防止介质在设备表面停留过久导致腐蚀。
5. 清洗保养:定期对设备进行清洗、检修和保养,及时发现并处理设备表面的腐蚀问题。
总之,针对炼油设备的腐蚀问题,可以通过表面处理、材料选择、防护层、循环水系统和清洗保养等多种措施来进行预防和防护,以延长设备的使用寿命,保障设备的安全性能。
腐蚀是炼油设备长期运行过程中面临的主要挑战之一。
它不仅影响设备的使用寿命和性能,还可能导致设备的损坏和安全隐患。
因此,炼油设备的腐蚀防护对策需要综合考虑材料选择、表面处理、防护层、定期清洗和保养等方面。
首先,材料选择对于腐蚀防护至关重要。
在外部环境腐蚀的情况下,选择耐腐蚀性能较好的材料显得尤为重要。
例如,对于耐酸碱腐蚀需求较高的设备部件,可以选择不锈钢或耐酸碱合金钢等材料,而在其他情况下,碳钢也是一种经济实用的选择。
另外,针对不同的介质腐蚀情况,可以根据介质的特性选择合适的材料。
其次,表面处理也是一种常用的腐蚀防护手段。
通过表面处理,可以在设备表面形成一层保护膜,以阻隔介质和环境对设备表面的侵蚀。
常见的表面处理方法有喷涂、浸渍、镀层等。
炼油设备腐蚀与防护随着炼油厂原油的不断劣质化,炼油设备的腐蚀日趋明显。
设备腐蚀的加剧严重威胁到各装置的安全、生产、长周期运行。
一、腐蚀我们炼油厂是按加工低硫油〔S<1.0%(质),低酸值<0.5mgKOH/g〕工艺设计的,并且对各装置也进行了不同程度的扩量改造。
保证了基本生产运行,但也发生了许多腐蚀事故。
如近来精制车间反应器内的硫化物自燃,重整车间加氢设备被硫化物腐蚀所造成的大批量更换。
不但造成了经济损失,也制约着装置的安全、生产、长周期运行。
二、典型腐蚀形态1、炼油设备氯化物腐蚀原油一般都含有0.01%~22%的氯化物盐类,到炼油厂含盐量一般在10~1000mg/L,其主要成份是NaCI、CaCI2和MgCI2等无机盐,在加工过程中与原油中的水一起蒸馏汽化,带入常压塔顶部的各个设备,CaCI2、MgCl2等无机盐在水的露点状态下很容易发生水解。
其反应式为:CaCl2+H2O →2HCl+Ca(HO)2MgCI2+H2O →2HCl+Mg(HO)2水解反应产生的HCl与水在露点温度附近对装置设备将产生严重的腐蚀与破坏。
腐蚀介质环境主要是HCl-H2S-H2O体系。
目前能完全耐HCl-H2S-H2O露点附近温度范围腐蚀的金属材料很少,其腐蚀速度与盐含量成正比。
也就是说,盐、水和温度是形成装置设备(常压)腐蚀的必要条件。
如我厂常压塔顶设备内部件经常发生严重腐蚀穿孔。
2、炼油设备硫化物腐蚀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碳钢和低合金钢制造的管线、塔器、反应器、换热器和储罐等设备的化学腐蚀。
如:H2 S在一定温度条件下溶于水形成氢硫酸,氢硫酸与金属反应生成硫化亚铁,对设备造成腐蚀。
再比如:SO2易溶于水,形成亚硫酸,其酸性比氢硫酸强。
在水和水蒸气存在的条件下,SO2在其露点以下形成亚硫酸,亚硫酸与钢材反应生成亚硫酸铁(FeSO3),从而使设备严重腐蚀。
3、石油酸腐蚀石油酸是原油中各种酸性化合物的总称。
炼油设备的腐蚀与防护引言石油炼制是将原油转化为可使用的燃料和化工产品的过程。
在炼油过程中,炼油设备扮演着至关重要的角色。
然而,由于炼油设备在高温、高压和多种化学物质的环境下运行,常常遭受腐蚀的侵袭。
本文将探讨炼油设备的腐蚀原因、常见的腐蚀类型以及相应的防护措施。
腐蚀原因炼油设备的腐蚀主要是由于以下原因引起的:1.化学腐蚀:炼油过程中使用的酸、碱等化学物质会对设备表面产生腐蚀性作用,加速设备的腐蚀。
2.电化学腐蚀:当炼油设备表面存在异质金属,形成电池反应,并产生电流,引发设备的电化学腐蚀。
3.高温腐蚀:在高温环境下,炼油设备中的金属会与酸、碱等气体或液体发生反应,导致设备的高温腐蚀。
4.磨蚀腐蚀:在炼油设备中,流体流动过程中会带来颗粒的冲刷和撞击,导致设备表面的磨蚀腐蚀。
腐蚀类型根据腐蚀过程的不同,炼油设备的腐蚀可分为以下几种类型:1.点蚀腐蚀:在设备表面形成许多小孔,造成局部点蚀。
2.板蚀腐蚀:在设备表面形成片状腐蚀,并逐渐扩大形成大面积的腐蚀。
3.斑蚀腐蚀:在设备表面形成不规则的大斑点蚀,可能引起设备的局部破裂。
4.高温氧化腐蚀:在高温下,设备表面的金属与氧气反应生成金属氧化物,导致设备表面的腐蚀。
防护措施为了减缓炼油设备的腐蚀速度,以下是一些常见的防护措施:1.材料选择:选择适用于炼油条件的高耐蚀性材料,如不锈钢、镍合金等。
在选材时要考虑设备的工作环境和所需的物理性能。
2.防蚀涂层:在设备表面涂覆防蚀涂层,如耐蚀漆、耐酸碱涂层等,以提供额外的保护层。
3.阳极保护:对于容易发生电化学腐蚀的设备,可以采用阳极保护技术,通过外加电流形成保护电场,减少设备的电化学腐蚀。
4.清洗与维护:定期对设备进行清洗和维护,及时清除设备表面的杂质和腐蚀产物,以延缓腐蚀的发生。
5.腐蚀监测:使用腐蚀监测技术对设备进行实时监测,及时发现腐蚀情况,采取相应的防护措施。
结论炼油设备的腐蚀是炼油过程中不可避免的问题,但通过合理的防护措施,可以减缓腐蚀速度,延长设备的使用寿命,提高炼油效率。
炼油装置的设备腐蚀与防护原油特点:低硫原油:低酸原油:酸值V0.5mgKOH/g的原油;含硫原油:含酸原油:酸值在0.5〜ImgKOH/之间的原油高硫原油:高酸原油:酸值大于1mgKOH/g高硫高酸原油:胜利孤岛(TAN 2.10 mgKOH/g S 1.9 %)劣质原油:(高酸高钙原油)辽河稠油(TAN 2.10 mgKOH/g Ca 284ppm)、硫化物的腐蚀原油中的硫化物分为活性硫化物与非活性硫化物,活性硫化物主要为单质硫、硫醇(R-SH、)硫化氢、小分子多硫化物等, 非活性硫化物主要为硫醚(R-S-R)、噻吩等大分子硫化物。
活性硫含量越高则腐蚀性越强,但原油硫含量(活性硫与非活性硫的总含量)与腐蚀性之间无明确的关系。
原油硫含量大于1%的为高硫原油。
硫化物的腐蚀与温度密切相关。
①、T < 120 C,无水情况下无腐蚀性,有水存在时,则形成低温湿硫化氢腐蚀环境。
②、120C VT W 240C,活性硫化物未分解,腐蚀性很低。
③、240C VT W 340C,硫化物开始分解生成硫化氢,腐蚀性增强,随着温度的升高而腐蚀加剧。
④、340C VTV400C,硫化氢分解为H和S,硫醇开始参与腐蚀反应,腐蚀进一步加剧。
⑤、426C VTV430C ,高温硫腐蚀最严重。
⑥、T>480C,腐蚀性下降;高于500C后为氧化腐蚀。
2、无机盐的腐蚀原油中含有水分,水分中含有盐类,主要成分是氯化钠、氯化镁和氯化钙。
氯化镁和氯化钙易受热水解,生成氯化氢。
氯腐蚀。
3、环烷酸的腐蚀环烷酸为原油中各种酸(有机酸)的混合物,分子量在很大 范围内变化(180〜350)。
环烷酸的腐蚀性与温度密切相关。
220C 以下时基本无腐蚀性,以后随温度的升高腐蚀性逐渐增强,在 270〜280 C 时腐蚀最大,温度再升高则腐蚀性下降。
温度升高到 350 C 附近时腐蚀又急剧增加,400 C 以上就没有腐蚀了。
环烷酸腐蚀发生在液相,若气相中没有凝液产生,也没有雾沫夹带,则中,流速高的部位腐蚀越严重,因而被腐蚀的金属表面光滑,呈 沟槽状。
另外,环烷酸能溶解硫化物腐蚀产生的硫化亚铁,加剧 腐蚀。
环烷酸的腐蚀形态为带有锐角边的蚀坑和蚀槽环烷酸的腐蚀机理环烷酸在石油炼制过程中,随原油一起被加热、蒸馏, 并与其沸点相同的油品冷凝,且溶于其中,从而造成该馏 分对设备材料的腐蚀。
目前,一般认为环烷酸腐蚀的反应机理如下:—Fe (RCOO 2+H2TFe (RCOO 2+H2Sr可以看出,环烷酸除了与铁直接作用产生腐蚀外,还 能与腐蚀产物如硫酸亚铁反应,生成可溶于油的环烷酸铁 , 当环烷酸与腐蚀 产物反应时,不但破坏了具有一定保护作用化氢在常减压塔顶露点及低温部位溶于水生成稀盐酸,产生强烈气相腐蚀是很小的。
环烷酸的腐蚀产物为环烷酸铁,可溶于油品2RCOOH+Fe 2RCOOH+FeS的硫化亚铁膜,同时游离出硫化氢又可进一步腐蚀金属:H2S+Fe —FeS+ H2T因此,在设备金属表面上,凡是保护膜破坏的地方就会暴露出新的金属表面,使腐蚀继续进行。
影响环烷酸腐蚀的因素温度的影响<220 C,无水情况,无腐蚀;有水情况下腐蚀会随温度升高腐蚀加剧;270〜280C,达到酸沸点,腐蚀最严重;350〜400C,由于FeS膜高温融解,腐蚀重新加剧>400C,石油酸分解,腐蚀减弱。
缓解石油酸腐蚀的方法原油调和,将高酸值和低酸值的原油混合到酸值低于环烷酸腐蚀发生的临界值以下;注碱中和或原油脱羧,在原油进入蒸馏装置之前,可注入苛性钠中和环烷酸,然后分离;使用耐腐蚀的合金材料,在碳钢中加入铬和(或)钼元素;控制工艺条件,在可能的条件下,尽量控制流速和流态,如扩大管径,合理设计等;加注缓蚀剂,在原油加工过程中,向易受腐蚀部位加注化学药剂,使其与环烷酸反应生成不腐蚀的油溶性产物,或者在设备表面形成保护膜。
多硫化物R-Sx-R',R、R为烷、环烷或芳基磷酸酯与金属表面反应成膜硫代(亚)磷酸酯与咪唑啉复合磺化烷基酚形成阻挡层亚磷酸二(三)烷基酯与噻唑啉复合磷酸烷基酯与烷基二嗪环系类生成膜型缓蚀剂邻酸四氢噻唑及其酯4、氮化物的腐蚀石油中所含氮化合物主要为砒啶、砒咯及其衍生物。
这些氮化物在常减压装置中很少分解,但在催化裂化及焦化等装置中,在高温与催化剂的作用下,则会分解生成可挥发的氨(NH)和氰化物(HCN。
HCN勺存在对炼油装置低温湿硫化氢(rtS-fO)腐蚀部位的腐蚀起促进作用,造成设备的氢鼓包和氢脆。
生成的氨会在很多低温低流速部位形成NH4Cl 和氢硫化胺等胺盐,造成设备与管道的垢下腐蚀与堵塞。
5、氢的腐蚀高温临氢设备会发生氢损伤,氢损伤有几种:①、氢鼓泡:氢原子渗入钢中,在夹杂及空隙等处,氢原子聚集结合成氢分子,体积膨胀,使钢材产生鼓泡。
使用洁净钢可防止氢鼓泡。
②、氢脆:氢原子渗入钢中,使钢材晶粒结合力下降,造成钢材的机械性能变化(延伸率和断面收缩率下降或是出现延迟破坏现象),形成氢脆。
若氢气由钢材中释放出来,钢材的机械性能仍可恢复。
氢脆是暂时的,可通过钢材加热消除。
③、表面脱碳:氢气与钢材表层的不稳定碳化物(如渗碳体Fe s C)发生反应,造成表面脱碳。
表面脱碳不形成裂纹,使钢材的强度与硬度略有下降,延伸率增高。
④、内部脱碳(氢腐蚀):高温高压下氢渗入钢中,与钢材中的不稳定碳化物(主要为渗碳体Fe s C)发生反应,生成甲烷。
钢中的甲烷不易逸出,从而使钢材产生裂纹和鼓泡,并使钢材的强度和韧性显著下降。
其腐蚀反应是不可逆的,是永久性脆化。
防止表面脱碳和内部脱碳的办法是按“抗氢曲线”合理选用铬钼钢。
6、氨可在室温而非高压的无水工况下导致碳钢球罐的应力腐蚀开裂。
为减少发生开裂的可能性,氨中最少应含有0.2%的水分。
空气含量对此种应力腐蚀开裂也有很大的影响,空气含量高,发生应力腐蚀开裂的倾向增大。
在此种工况下,作为氨罐的碳钢材料,其抗拉强度不应大于483Mpa,焊缝应进行焊后热处理。
7、烧碱(NaOH)炼油厂油品碱洗需用烧碱,在烧碱溶液中所发生的碳钢设备应力腐蚀开裂通常称为“碱脆”。
碳钢设备储存不同浓度烧碱溶液的规定温度像乙醇胺还有缓蚀作用。
但再生产过程中,有些溶剂发生降解、聚合、氧化等作用而生成某些腐蚀设备的产物。
炼油装置中的腐蚀环境炼油厂设备的腐蚀程度除与盐、硫和酸含量有关以外,还与腐蚀环境密切相关。
腐蚀环境分为高温(24O-50OC)重油H2S型、低温(W 120C)轻油H2S- H2O型两大类。
每一类又因其它介质如HC、HCN 等的加入又分为不同的腐蚀类型。
开停工期间还有硫化铁的自燃和连多硫酸应力腐蚀开裂等。
2.1低温(W 120C)轻油H2S- H2O型轻油H2S- H2O型腐蚀环境包括如下类型:H2S-HCI-H2O型、H2SHCN-H2O型、H2S-CO2-H2O型、H2SCO2-RNH2-H2O 型、NO X-H2S H2O型、H Q S-H2O型2.1.1 H2S-HCI-H2O型腐蚀部位和特征H2S-HCI-H2O型主要发生在常减压装置得初馏塔和常压塔顶部(顶部五层塔盘及其上部)及塔顶冷凝冷却器系统。
对于碳钢为均匀腐蚀,对于0Cr13 钢为点蚀,对于奥氏体不锈钢则为氯化物应力腐蚀开裂。
影响因素:Cl-、pH值防护措施该部位的腐蚀应以工艺腐蚀为主,材料防腐为辅。
工艺防腐采用“一脱三注”经一脱三注”后控制指标为:冷凝水Fe2+含量小于1ppm, 冷凝水中Cl-含量应小于20ppm,原油脱后盐含量,一般应在5mg/L 以下,最好在3mg/L 以下,pH 值为5.0-5.5。
2.1.2H2S-HCN-H2O 型腐蚀部位和特征该环境存在于催化裂化装置吸收解吸系统,温度为40-50C,压力为1.6M pa。
在该环境下,对碳钢为均匀减薄、氢鼓泡及硫化物应力腐蚀开裂;对澳氏体不锈钢为硫化物应力腐蚀开裂。
主要影响因素:氢氰根离子HCN 的存在一般认为有两个作用:其一是它能溶解硫化氢生成的FeS 保护膜,从而加速硫化氢腐蚀,且产生有利于氢原子向钢中渗透的表面,增加氢通量,即增加氢鼓包(HB)、硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)、氢致腐蚀开裂(HIC)和应力诱导氢致腐蚀开裂(SOHIC)的敏感性;其二它能除掉某些溶液中的缓蚀剂,进一步加剧腐蚀。
防护措施采用水洗的办法,将氰化物脱出;或者注入多硫化物有机缓蚀剂。
这两种方法可减缓设备的腐蚀。
另外,材料方面筒体采用碳钢(镇静钢 ) +3mm0Cr13Al 复合板或0Cr13 ,也可以采用铬钼钢(12Cr2AIMoV),配用317焊条,焊后750 C热处理,焊缝及热影响区的硬度小于HB200。
填料采用0Cr13 或渗铝钢。
2.1.3H2S-CO2-H2O 型腐蚀部位和特征H2S-CO2-H2O 型腐蚀主要发生在脱硫装置的再生塔顶的冷凝冷却系统(管线、冷凝冷却器及回流罐)的酸性气部位。
塔顶酸性气组成为:H2S 50-60%, CO2 40-30%、烃4%及水分。
温度40C,压力为常压。
在该环境下,对碳钢为氢鼓泡及焊缝腐蚀开裂;对Cr5Mo、1Cr13 及低合金钢使用不锈钢焊条为焊缝处的硫化物应力腐蚀开裂, 腐蚀机理为H2S- H2O 型的腐蚀剂开裂。
防护措施H2S-CO2-H2O 型腐蚀的部位材料宜使用碳钢,并控制焊缝硬度不大于HB200。
此部位不宜使用Cr5Mo、1Cr13等低合金钢,更不宜使用不锈钢焊条。
2.1.4H2S-CO2-RNH2-H2O 型腐蚀部位和特征H2S-CO2-RNH2-H2O 型腐蚀环境发生在干气及液化石油气脱硫的再生塔系统及富液管线系统,温度高于90C,压力约为0.2Mpa。
腐蚀形态为在碱性介质下(pH>8.0)由C02及胺引起的应力腐蚀开裂和均匀减薄。
均匀腐蚀主要由CO2引起,应力腐蚀开裂由C02、胺、硫化氢以及设备所受应力引起。
防护措施对操作温度高于90C的碳钢设备及管线,进行焊后消除应力热处理,防止碱性条件下由碳酸盐引起的应力腐蚀开裂。
2.1.5N O x-H2S- H2O 型腐蚀部位和特征NOx-H2S-H2O 型腐蚀体系给催化裂化再生器、三旋等设备造成腐蚀开裂,产生穿透性裂纹,锦州、茂名、大庆等炼油厂均有发生,严重威胁装置的正常生产。
防护措施对老装置采用自动脱落型保温材料,提高壁温,防止结露;对新装置采用内喷合金涂层的电化学防护方法,防止裂纹开裂。
2.1.6H2S- H2O 型腐蚀部位和特征H2S- H2O 型腐蚀发生在液化石油气球罐,加氢装置和脱硫装置中后冷器的内浮头螺栓。
腐蚀形态为酸性条件下的硫化物应力腐蚀开裂或氢鼓泡。
防护措施液化石油气球罐用钢板应100%超声波检验,严格执行焊接工艺;球罐焊后整体进行消除应力热处理,焊缝硬度低于HB200;液化石油气中H2S 含量应低于100ppm。