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5.5 石油化工壓力容器腐蝕

2021-10-27 13:56:40 作者：工業(yè)小南點(diǎn) 來源：工業(yè)小南點(diǎn) 分享至：

5.5

石油化工壓力容器腐蝕

隨著油氣田的深度開發(fā)，H2S、CO2和Cl-引起腐蝕問題日益嚴(yán)重，對(duì)于油氣田采出水中高含Cl-、H2S、CO2、高礦化度的介質(zhì)（復(fù)雜環(huán)境），既要考慮介質(zhì)中的Cl-腐蝕，又要考慮H2S和CO2、垢下腐蝕等腐蝕，這給設(shè)備的選材、制造和使用帶來了極大地困難。這類壓力容器面臨的腐蝕問題如圖5-54所示。

圖5-54 復(fù)雜環(huán)境下設(shè)備面臨的腐蝕

近年來，我國高硫高酸原油加工比例逐年上升，2006年原油資源中平均S含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.11%，同比上升0.09個(gè)百分點(diǎn)，平均酸值0.37mgKOH?g-1，同比上升0.1mgKOH?g-1。設(shè)備腐蝕已成為影響煉油裝置平穩(wěn)運(yùn)行的首要問題，形成這一問題的因素有4個(gè)方面：

加工高硫、高酸原油的比例逐年增加；

裝置材質(zhì)不能滿足當(dāng)前加工高硫、高酸原油的需要；

原油混兌失控，一個(gè)煉廠經(jīng)常混煉各種原油，因原油調(diào)和措施不足等原因，操作上原料油品種切換頻繁，經(jīng)常出現(xiàn)進(jìn)裝置原油硫含量或酸值超出裝置允許的現(xiàn)象；

腐蝕控制管理失控，管理人員對(duì)腐蝕控制認(rèn)識(shí)不足，腐蝕控制措施還存在差距。

原油中的硫化物主要包括：硫化氫，硫和硫醇；硫醚，多硫醚，噻吩，二硫化物等。含硫量在0.1%～0.5%的原油叫做低硫原油；含硫量大于0.5%者為高硫原油；硫化物含量越高對(duì)設(shè)備腐蝕就越強(qiáng)（見3.4.1化學(xué)腐蝕）。根據(jù)原油中含硫及酸值的高低，可將我國原油分為下列4種類型：

低硫低酸值原油（原油含硫0.1～0.5％，酸值≤0.5mgKOH·g-1），如大慶原油。

低硫高酸值原油（原油含硫0.1～0.5％，酸值大于0.5mgKOH·g-1），如遼河原油，新疆原油；

高硫低酸值原油（原油含硫＞0.5％，酸值≤0.5 mgKOH·g-1），如勝利原油；

高硫高酸值原油（原油含硫＞0.5％，酸值＞0.5 mgKOH·g-1），如孤島原油和“管輸原油”。

原油中的無機(jī)鹽類主要有NaCl、MgCl2、CaCl2等，鹽類的含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為（5～130）×10-6，其中NaCl約占75%、MgCl2約占15%、CaCl2約占10%左右。這些鹽類在常減壓蒸餾過程中會(huì)水解出HCl，對(duì)設(shè)備造成腐蝕。

環(huán)烷酸（RCOOH，R為環(huán)烷基）是石油中一些有機(jī)酸的總稱，主要是指飽和環(huán)狀結(jié)構(gòu)的酸及其同系物。此外還包括一些芳香族酸和脂肪酸。其分子量在很大范圍內(nèi) （180～350）變化。環(huán)烷酸在常溫下對(duì)金屬無腐蝕性，但在高溫下能與鐵等生成環(huán)烷酸鹽，引起劇烈的腐蝕（見3.4.1化學(xué)腐蝕）。

石油中所含氮化合物主要為吡啶，吡咯及其衍生物。在高溫及催化劑作用下可分解成可揮發(fā)的氨和氰化物。分解生成的氨將在焦化及加氫等裝置形成NH4C1，造成塔盤垢下腐蝕或冷換設(shè)備管束的堵塞。但焦化塔頂?shù)膲A性含氨、含酚水可作為常減壓裝置防腐蝕措施“注水”的用水，以控制常壓塔頂冷凝系統(tǒng)的HCl-H2S-H20的腐蝕。催化分餾塔頂?shù)暮崩淠部纱姘币鹤⑷霚p壓塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)，以控制其腐蝕。HCN的存在對(duì)催化裝置低溫H2S-H20部位的腐蝕起到促進(jìn)作用，造成設(shè)備的氫鼓包、氫脆和硫化物應(yīng)力開裂。

氣體脫硫、潤滑油精制均要使用有機(jī)溶劑，如乙醇胺、糠醛、二乙二醇醚、酚等。生產(chǎn)過程中這些溶劑會(huì)發(fā)生降解、聚合、氧化等作用而生成某些腐蝕設(shè)備的物質(zhì)。

在煉油廠中，各種碳鋼及不銹鋼由燒堿造成的應(yīng)力腐蝕開裂也是常見的。

烷基化裝置使用氫氟酸代替硫酸作為催化劑，氫氟酸與鋼反應(yīng)可形成氟化物保護(hù)膜而鈍化金屬。若這些保護(hù)膜被稀酸破壞，將產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。

與石油化工壓力容器設(shè)備的主要腐蝕類型見表5-13，蒸餾裝置主要腐蝕機(jī)理見表5-14。

表5-13 石油化工壓力容器設(shè)備的主要腐蝕類型