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石油加工装置中设备的硫腐蚀与防护
摘要:对含硫原油的加工过程中常见且腐蚀严重的低温轻油部位腐蚀、湿硫化氢腐蚀、高温硫腐蚀等多种腐蚀类型、腐蚀介质的形成过程、腐蚀状况、腐蚀机理,以及采取的工艺和材料防腐蚀措施进行了论述。同时对硫酸露点腐蚀和连多硫酸应力腐蚀开裂两种特殊的腐蚀类型,也从腐蚀机理和防腐蚀措施方面作了介绍。
  主题词:炼油工艺过程 硫 氯 氢 环烷酸 腐蚀 腐蚀控制
  从炼油厂设备腐蚀与防护的角度考虑,一般将原油中的硫分为活性硫和非活性硫。元素硫、H2S和低分子硫醇都能与金属直接作用而引起设备的腐蚀,因此它们统称为活性硫。其余不能与金属直接作用的含硫化合物统称为非活性硫。非活性硫在高温、高压和催化剂的作用下,可部分分解为活性硫。有些含硫化合物在120℃温度下就开始分解。原油中的含硫化合物与氧化物、氯化物、氮化物、氰化物、环烷酸和氢气等其它腐蚀性介质相互作用,可以形成多种含硫腐蚀环境。硫在原油的不同馏分中的含量和存在的形式不尽相同,但都随沸点的升高而增加,并且富集于渣油中。
1 硫腐蚀的特点
  硫腐蚀贯穿于炼油全过程。原油中的总硫含量与腐蚀性之间并无精确的对应关系,主要取决于含硫化合物的种类、含量和稳定性。如果原油中的非活性硫易转化为活性硫,即使硫含量很低,也将对设备造成严重的腐蚀。这就使硫腐蚀发生在炼油装置的各个部位。因此,硫腐蚀涉及装置多,腐蚀环境多种多样,含硫化合物的转化关系复杂,给硫腐蚀的动力学和热力学研究、防腐蚀措施的制定以及加工含硫原油的设备选材带来很多困难。
  在原油加工过程中,硫腐蚀不是孤立存在的。硫和无机盐、环烷酸、氮化物、水、氢、氨等其它腐蚀性介质共同作用,形成多种复杂的腐蚀环境。
  从腐蚀环境考虑硫腐蚀可分为高温(大于240℃ )化学腐蚀、低温硫化氢电化学腐蚀以及两种比较特殊的腐蚀——硫酸露点腐蚀和连多硫酸腐蚀;从腐蚀形态考虑,硫腐蚀又可分为均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂(SCC)以及由湿硫化氢引起的氢鼓泡(HB)、氢致开裂(HIC)、含硫化合物应力腐蚀开裂(SSCC)和应力导向氢致开裂(SOHIC)等。
2 低温轻油部位的腐蚀与防护
        原油中存在的H2S以及有机含硫化合物在不同条件下逐步分解生成的H2S,与原油加工过程中形成的腐蚀性介质(如HCl,NH3等)和人为加入的腐蚀性(或可引起腐蚀的)介质(如乙醇胺、糠醛、水等)共同形成腐蚀性环境,在装置的低温部位(特别是气液相变部位)造成严重的腐蚀。典型的有常减压蒸馏装置常、减压塔顶的HCl+H2S+H2O型腐蚀环境;催化裂化装置分馏塔顶的HCN+H2S+H2O型腐蚀环境;加氢裂化和加氢精制装置流出物空冷器的H2S+NH3+H2+H2O型腐蚀环境;干气脱硫装置再生塔、气体吸收塔的RNH2(乙醇胺)+CO2+H2S+H2O型腐蚀环境等。
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