摘要:我国炼油行业起步较晚,落后国外几十年,因此,目前我们所遇到的问题,在国外很早就发生过,并进行了系统全面的研究。如加氢反应系统空冷的腐蚀问题,国内从20世纪90年代以后才开始发生,而国外早在20世纪70年代就开展了十分详细的研究,并总结实施了各种防腐蚀措施。我们应当加强国外同行业的腐蚀资料调研,跟踪国外最新防腐蚀动态,总结先进的腐蚀防护经验,为企业更好地采取防腐蚀措施提供思路。另外,要加强与同行之间的技术交流,打破技术壁垒,互通有无,借鉴其它厂家的先进经验。
关键词:炼油厂;设备腐蚀;维修处理;方法研究
1 炼油厂的腐蚀环境
1.1 硫化物
原油中的硫化物主要包括:硫化氢,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%者为高硫原油;硫化物含量越高对设备腐蚀就越强。硫化物对设备的腐蚀与温度t有关:(1)t≤120℃硫化物未分解,在无水情况下,对设备无腐蚀;但当含水时,则形成炼厂各装置中轻油部位的各种H2S-H20型腐蚀。(2)120℃<t≤240℃,原油中活性硫化物未分解故对设备无腐蚀;(3)240℃<t≤340℃,硫化物开始分解,生成H2S对设备腐蚀开始,并随着温度升高而腐蚀加重。(4)340℃<t≤400℃,H2S开始分解为H2和S,腐蚀反应式为:H2S → H2 + S Fe + S → FeSR-S-H(硫醇)+ Fe → FeS + 不饱和烃(5)420℃<t≤430℃,高温硫对设备腐蚀最快;(6)t>480℃,硫化物近于完全分解,腐蚀率下降;(7)t>500℃,不是硫化物腐蚀范围,为高温氧化腐蚀。
1.2 无机盐
原油中的无机盐类主要有NaCl、MgCl2、CaCl2等,盐类的含量一般为(5~130)×10-6,其中NaCl约占75%、MgCl2约占15%、CaCl2约占10%左右。
2 炼油厂设备腐蚀机理分析
2.1 硫化物对炼油厂设备的腐蚀
随着近年来原油质量的下降,在原油中所含有的硫、水、重金属、盐等物质不断增长,而炼油厂设备在炼制石油的过程中,由于会发生一系列的化学反应与物理现象,导致原油中的硫形成硫化物,从而造成设备的腐蚀。原油中含硫量的增长,无疑会使炼油厂石油炼制所产生的硫化物更多,给设备造成的腐蚀性也就随之增大。
2.2 氯化物对炼油厂设备的腐蚀
从油田井下所开采到的原油,其中会含有一定量的无机盐,这些无机盐中的绝大部分都属于氯化物,这些物质通过炼油厂的蒸馏加工会水解成为HCl,从而对炼油厂的设备造成腐蚀。一般情况下,钠盐是不会由于蒸馏而分解为HCl的,但是当温度达到3000℃,且原油中又含有定量的环烷酸等物质时,就会水解出HCl,从而腐蚀炼油厂设备。
2.3 氢损伤对炼油厂设备腐蚀造成的影响
所谓氢损伤,就是指炼油厂石油炼制生产线上的高温临氢设备等,会进行加氢与析出氢的操作,而在这一操作中,就可能会出现氢脆、氢腐蚀、氢鼓泡等问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆氢脆会使金属晶格的韧性、延展性等极大地下降,其发生的条件主要包括低温、氢注入等;氢腐蚀通常是钢材中的氢气、碳化物发生一定的化学反应,形成甲烷气泡,造成炼油厂石油炼制线上的钢材料出现表而脱碳,从而降低钢材的韧性与强度,其发生温度一般是在200℃以上,且氢分压的数值要大于0.15 MPa;氢鼓泡主要是由于氢原子的扩散,导致钢材的空穴点形成氢分子,因为氢分子的不扩散、不移动,促使钢材空穴内部出现内压作用,由此在钢材表而出现氢鼓泡,严重情况下会导致钢材破裂。
2.4 环烷酸对炼油厂设备腐蚀
在原油中所包含的各类酸性化合物,我们将其统称为石油酸,而石油酸中的九成以上都是环烷酸。环烷酸对炼油厂设备的腐蚀程度,主要是看环烷酸所受到的温度情况,当温度在220℃以下的时候,环烷酸并不能造成很大的腐蚀,相反,它此时可以算是很好的表而活性剂;然而,当温度达到350℃以上的时候,有H2S与其共同存在的情况下,它就会变成化学腐蚀性极强的酸性化合物。
3 炼油厂设备腐蚀防治措施和国内外维修处理方法
3.1 炼油厂设备腐蚀防治所采用的主要措施
设备腐蚀防治具体措施总结为以下3个方而:①采用实时人工管控防治或在线智能化自动监测,人工管控防治措施是指在石油炼制的生产过程中,通过相关人员对生产设备运转情况、工作效能、腐蚀程度的定时观察与了解,及时发现设备腐蚀问题;②加大了对设备腐蚀防治问题的资金投入,并引进更加先进的腐蚀治理工艺,从设备腐蚀治理的技术上加以完善与创新;③随着新材料、新技术、新设备的投入使用,降低了对设备的腐蚀危害,延长了设备的使用寿命,从而减少了对设备腐蚀问题的治理次数,减少了炼油厂商在腐蚀防治上的资金花费。
3.2 炼油厂设备腐蚀的维修处理方法
3.2.1 国外炼油厂对设备腐蚀的维修处理方法
由于国外炼油厂的设备制造工艺历史早、炼油生产自动化程度高,国外对炼油厂设备腐蚀的维修处理形成了一系列系统化的操作流程,拥有科学高效的设备腐蚀处理理念和先进的维修处理设备,极大地提升了国外炼油厂对设备腐蚀问题的处理效率。
3.2.2 国内炼油厂对设备腐蚀的维修处理方法
虽然国内炼油厂对设备腐蚀问题的维修处理工作研究的时间较短,其技术基础也相对薄弱,但是近年来我国在炼油厂设备腐蚀维修与处理工作上也取得了可喜的成果。目前国内一大批具有新技术、新工艺的炼油厂设备腐蚀维修器械己经生产,原有的炼油厂设备腐蚀防治理念也己完善并创新,拥有智能化自动监测能力的炼油厂设备防腐蚀系统与相关高科技设备也开始推广起来,这些都充分体现了我国炼油厂在设备腐蚀的维修处理方法上所取得的进步。
4 结论
随着加工原油品种的多样化和劣质化,国内各炼油厂都而临着严重的设备管道腐蚀问题,给装置安全长周期运行带来了隐患。为此,各炼厂都加强了对设备腐蚀及防护工作的管理,加大了腐蚀监测力度,力求能够有效地防止腐蚀事故的发生。
参考文献:
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[3]张艳军.炼油设备腐蚀与防护技术新进展[J].工业,2016(9):00292-00292.
论文作者:莫怡胜
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/20
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