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石油加工裝置中設備的硫腐蝕與防護
摘要:對含硫原油的加工過程中常見且腐蝕嚴重的低溫輕油部位腐蝕、濕硫化氫腐蝕、高溫硫腐蝕等多種腐蝕類型、腐蝕介質的形成過程、腐蝕狀況、腐蝕機理,以及采取的工藝和材料防腐蝕措施進行了論述。同時對硫酸露點腐蝕和連多硫酸應力腐蝕開裂兩種特殊的腐蝕類型,也從腐蝕機理和防腐蝕措施方面作了介紹。
  主題詞:煉油工藝過程 硫 氯 氫 環烷酸 腐蝕 腐蝕控制
  從煉油廠設備腐蝕與防護的角度考慮,一般將原油中的硫分為活性硫和非活性硫。元素硫、H2S和低分子硫醇都能與金屬直接作用而引起設備的腐蝕,因此它們統稱為活性硫。其余不能與金屬直接作用的含硫化合物統稱為非活性硫。非活性硫在高溫、高壓和催化劑的作用下,可部分分解為活性硫。有些含硫化合物在120℃溫度下就開始分解。原油中的含硫化合物與氧化物、氯化物、氮化物、氰化物、環烷酸和氫氣等其它腐蝕性介質相互作用,可以形成多種含硫腐蝕環境。硫在原油的不同餾分中的含量和存在的形式不盡相同,但都隨沸點的升高而增加,并且富集于渣油中。
1 硫腐蝕的特點
  硫腐蝕貫穿于煉油全過程。原油中的總硫含量與腐蝕性之間并無精確的對應關系,主要取決于含硫化合物的種類、含量和穩定性。如果原油中的非活性硫易轉化為活性硫,即使硫含量很低,也將對設備造成嚴重的腐蝕。這就使硫腐蝕發生在煉油裝置的各個部位。因此,硫腐蝕涉及裝置多,腐蝕環境多種多樣,含硫化合物的轉化關系復雜,給硫腐蝕的動力學和熱力學研究、防腐蝕措施的制定以及加工含硫原油的設備選材帶來很多困難。
  在原油加工過程中,硫腐蝕不是孤立存在的。硫和無機鹽、環烷酸、氮化物、水、氫、氨等其它腐蝕性介質共同作用,形成多種復雜的腐蝕環境。
  從腐蝕環境考慮硫腐蝕可分為高溫(大于240℃ )化學腐蝕、低溫硫化氫電化學腐蝕以及兩種比較特殊的腐蝕——硫酸露點腐蝕和連多硫酸腐蝕;從腐蝕形態考慮,硫腐蝕又可分為均勻腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕開裂(SCC)以及由濕硫化氫引起的氫鼓泡(HB)、氫致開裂(HIC)、含硫化合物應力腐蝕開裂(SSCC)和應力導向氫致開裂(SOHIC)等。
2 低溫輕油部位的腐蝕與防護
        原油中存在的H2S以及有機含硫化合物在不同條件下逐步分解生成的H2S,與原油加工過程中形成的腐蝕性介質(如HCl,NH3等)和人為加入的腐蝕性(或可引起腐蝕的)介質(如乙醇胺、糠醛、水等)共同形成腐蝕性環境,在裝置的低溫部位(特別是氣液相變部位)造成嚴重的腐蝕。典型的有常減壓蒸餾裝置常、減壓塔頂的HCl+H2S+H2O型腐蝕環境;催化裂化裝置分餾塔頂的HCN+H2S+H2O型腐蝕環境;加氫裂化和加氫精制裝置流出物空冷器的H2S+NH3+H2+H2O型腐蝕環境;干氣脫硫裝置再生塔、氣體吸收塔的RNH2(乙醇胺)+CO2+H2S+H2O型腐蝕環境等。
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