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石油加工装置中设备的硫腐蚀与防护

5 S+H2S+RSH+RCOOH(环烷酸)型腐蚀环境
  对于酸值超过0.5 mgKOH/g的原油,无论硫含量多高,其防腐措施亦应按含酸原油考虑。环烷酸能形成可溶性的腐蚀产物,腐蚀形态为带锐角边的蚀坑和蚀槽,在高温区随温度的升高有两个腐蚀高峰(在270~280℃和350~400℃)。物流的流速对腐蚀影响更大,环烷酸的腐蚀部位都是在流速高的地方,流速增加,腐蚀速率也增加。而硫化氢的腐蚀产物是不溶的,多为均匀腐蚀,随温度的升高而加重。两者的腐蚀作用同时进行,若硫含量低于某一临界值,其腐蚀情况加重。亦即环烷酸破坏了硫化氢腐蚀产物,生成可溶于油的环烷酸铁和H2S,使腐蚀继续进行。若硫含量高于临界值时,H2S在金属表面生成稳定的硫化铁保护膜,减缓了环烷酸的腐蚀作用。也就是平常所说的,低硫高酸腐蚀比高硫高酸的腐蚀还严重。S+H2S+RSH+RCOOH型腐蚀部位与S+H2S+RSH型腐蚀部位的腐蚀情况基本相同,但加工高酸值原油的炼油厂,其严重腐蚀部位集中在减压炉、减压转油线及减压塔进料段下部。
  对于酸值较高腐蚀性较强的原油来说,可以从工艺上投加高温缓蚀剂;在腐蚀部位可选用1Cr18Ni10Ti或316L等钢;在设计上可加大转油线管径,降低流速;在施工上,对管道及设备内壁焊缝磨平,防止产生涡流。
6 H2+H2S型腐蚀环境
  H2S体积浓度在1%以下时,随着H2S浓度的增加,腐蚀速率迅速增加。当超过1%时,腐蚀速率基本不再变化。
  在315~480℃范围内,随着温度的增加,腐蚀速率急剧增加。温度每增加55℃,腐蚀速率大约增加两倍。
  腐蚀速率随着时间的增长而逐渐下降。超过500 h的腐蚀速率仅为短时间的腐蚀速率的1/3~1/11。
  压力对腐蚀速率没有影响。但在单纯高温氢气中,压力对氢腐蚀则有很大影响。
  在高温H2S+H2型腐蚀环境中,影响腐蚀速率的主要因素是温度和H2S浓度。目前,工程设计依据A.S.Couper和J.W.Gormon曲线估算腐蚀速率来确定材料。一般来说,在设计温度不大于450℃时,采用18-8Ti奥氏体不锈钢的腐蚀速率是可以接受的。
7 连多硫酸引起的应力腐蚀开裂与防护
  连多硫酸最易发生在炼油装置中由不锈钢或高合金材料制造的设备上,一般是高温、高压含氢环境下的反应塔器及其衬里和内构件、储罐、换热器、管道、加热炉炉管等,特别在加氢脱硫、加氢裂化、催化重整等装置中用奥氏体不锈钢制造的设备上。这些设备在高温、高压、缺氧和缺水的干燥条件下运行时,一般不会形成连多硫酸。但当装置运行期间遭受硫的腐蚀,在设备表面生成含硫化合物,装置停工期间有氧(空气)和水进入时,与设备表面生成的含硫化合物反应生成连多硫酸(H2SXO6),设备即使在“冷态”时,通常也存在拉伸应力(包括残余应力和外加应力),在连多硫酸和这种拉伸应力的共同作用下,奥氏体不锈钢和其它高合金钢产生敏化条件,就有可能发生连多硫酸应力腐蚀开裂。

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