煉油廠常減壓設(shè)備腐蝕與防護
志盛威華唐工
前言
原油中含有多種腐蝕性介質(zhì)，如硫化物、無機鹽、環(huán)烷酸、氮化物等，在石油煉制過程中會引起一系列腐蝕問題。腐蝕問題直接影響生產(chǎn)裝置、穩(wěn)定運行，降低工廠開工率，提高維護費用，消耗化學(xué)藥劑，增加生產(chǎn)成本，降低企業(yè)利潤。做好煉化設(shè)備防腐工作一直是學(xué)術(shù)界的一項重大研究課題。
一、原油中常見的腐蝕介質(zhì)
1.1硫腐蝕
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。通常將含硫量在0.1-0.5%的原油稱為低硫原油，含硫量超過0.5%的為高硫原油。硫化物含量越高，對設(shè)備的腐蝕性也就越強。
根據(jù)硫化物對金屬發(fā)生的腐蝕作用，可以分為活性硫化物（如硫化氫、硫、硫醇等）和非活性硫化物（硫醚、多硫醚、噻吩、二硫化物等）兩大類，但是非活性硫化物在一定條件下可以分解、轉(zhuǎn)化為活性硫化物，因而也具有腐蝕性能。
硫化物對設(shè)備的腐蝕與溫度有很大的關(guān)系：
當(dāng)T<120℃時，硫化物未分解，在無水情況下，對設(shè)備無腐蝕，但是當(dāng)含有水時，則會形成濕硫化氫腐蝕環(huán)境（H2S-H2O）。
當(dāng)120℃<T<240℃時，原油中活性硫化物未分解，因此對設(shè)備無腐蝕。
當(dāng)240℃<T<340℃時，硫化物開始分解，生成H2S對設(shè)備開始腐蝕，而且隨著溫度升高而加劇。
340℃<T<400℃時，H2S開始分解為H2和S，此時對設(shè)備的腐蝕反應(yīng)為：
H2S→H2+S
Fe +S→FeS
R-SH +Fe→FeS+不飽和烴
420℃<T<430℃時，高溫硫?qū)υO(shè)備腐蝕快；
T>480℃時，硫化物基本分解完全，腐蝕速率下降；
T>500℃時，不是硫化物腐蝕范圍，此時高溫氧化腐蝕加速。
1.2鹽腐蝕
原油中的無機鹽類主要有NaCl、MgCl2、CaCl2等，鹽類的含量一般為5-130*10-6，其中NaCl約占75%，MgCl2約占15%，CaCl2僅10%左右。其中MgCl2、CaCl2容易發(fā)生水解。
MgCl2+2H2O→Mg(OH)2+2HCl
CaCl2+2H2O→Ca(OH)2+2HCl
1.3酸腐蝕
環(huán)烷酸（RCOOH）是石油中一些有機酸的總稱，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)變化。
環(huán)烷酸在常溫下對金屬沒有腐蝕性，但在高溫下能與鐵等生成環(huán)烷酸鹽，引起劇烈的腐蝕。
1.4氮化物腐蝕
氮化合物主要有吡啶、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（HCN）。生成的氨在焦化及加氫等裝置形成NH4Cl，造成塔盤垢下腐蝕或冷換設(shè)備管束堵塞。
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”用水，以控制常壓塔頂冷凝系統(tǒng)的HCl-H2S-H2O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的存在對催化裝置低溫H2S-H2O部位的腐蝕起到促進作用，造成設(shè)備的氫鼓泡、氫脆和硫化物應(yīng)力開裂。
二、煉化廠常見的腐蝕環(huán)境
2.1含硫高酸值腐蝕環(huán)境
1）低溫（T<120℃）輕油H2S-H2O型腐蝕環(huán)境：
HCl-H2S-H2O型、HCN- H2S-H2O型、CO2-H2S-H2O型、RNH2-CO2-H2S-H2O型、H2S-H2O型。
2）高溫（240-500℃）重油H2S型腐蝕環(huán)境：
S-H2S-RSH型、S-H2S-RSH-RCOOH型、H2-H2S型。
3）高溫硫化型腐蝕環(huán)境
硫磺回收裝置燃燒后高溫含硫氣流組成為H2S、SO2、硫蒸氣、CS2、COS、、H2O、N2等。
2.2其他腐蝕環(huán)境
a.水汽
b.氫
氫向鋼材滲透，導(dǎo)致鋼材的脆化，主要形式有：氫脆、表面脫碳、內(nèi)部脫碳（氫腐蝕）。
c.有機溶劑
氣體脫硫、潤滑油精制均要使用有機溶劑，如乙醇胺、糖醛、二乙二醇醚、酚等，生產(chǎn)過程中會發(fā)生降解、聚合、氧化等作用而生成一些具有腐蝕性的物質(zhì)。
d.氨
三、常減壓裝置腐蝕與防護
常減壓裝置（Atmospheric and vacuum distillation unit）是常壓蒸餾和減壓蒸餾兩個裝置的總稱，因為兩個裝置通常在一起，故稱為常減壓裝置。主要包括三個工序:原油的脫鹽、脫水;常壓蒸餾;減壓蒸餾。
可以通過原油中的鹽含量、硫含量、酸值、氮含量等指標(biāo)進行判斷原油的腐蝕情況，上述含量越高，則腐蝕性越強。
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