石油加工设备(石油加工中的腐蚀介质及加工设备防腐漆应用)

石油加工设备

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炼油厂加工的原料为原油,主要组成是各种烷烃、环烷烃和芳香烃,这些物质本身并不腐蚀金属设备。但原油中还含有杂质,如无机盐、硫化物、氮化合物、有机酸、氧、二氧化碳和水分等,这些杂质含量虽少,但危害却很大,因为它们在加工过程中有些本身就是腐蚀性介质,而另外一些本身虽无腐蚀性但会在加工过程中转化为腐蚀性介质。此外,在原油炼制中加人的水分、氢气及酸碱化学药品等也会形成腐蚀介质。这些腐蚀介质在特定的生产工艺温度、压力、流速等环境条件的共同作用下,和金属材料发生较强的腐蚀反应.从而导致生产装置的设备腐蚀。

原油自身对设备的腐蚀
原油是种极复杂的多组分的混合物,由许多不同的化合物混合而成。其主要的化合物是烃类和非烃类两大类物质。原油中主要的烃类是由烷烃、环烷烃和芳香烃以及在分子中兼有这三类烃结构的混合烃构成。石油中的非烃化合物包括含硫、含氮、含氧化合物以及胶状物沥青状物质。然而由于原油的产地和化学元素的组成不同,因此不同的原油化学性质也就有一定的变化,在原油加工过程中所表现的腐蚀性也各不相同,如我国的大庆原油属低硫低盐、低酸原油,与国内其他产地的原油如胜利原油相比腐蚀性则相对较弱。从腐蚀和防护角度考虑,可从原油性质的下列四个指标来初步判定原油腐蚀性的强弱。
(1)盐含量 原油中盐的含量高低直接影响到原油腐蚀性的强弱。因为原油所含中的盐多是此无机氯化物,如氯化钠、氯化镁和氯化钙等。后两种物质在原油加工过程中容易受热水解产生氯化氢,而氯化氢溶于水便成了腐蚀性很强的盐酸,所以从防腐角度而言,原油中的盐含量越低越好,这就要求在石油加工中必须进行严格的脱盐处理。
(2)硫含量 原油总是或多或少的含有- 些硫化物,含硫量的高低,表示原油中含有硫化氢和有机硫化物的多少。原油中的有机硫化物主要是以硫醇硫醚、噻吩等形式存在的硫化氢含量很少,大部分硫化氢是在原油加工过程中生成的。原油中很少有元素硫存在,但在工艺过程中可能产生元素硫。其中元素硫、硫化氢和硫醇等对金属有腐蚀作用称为活性硫化物。硫醚和噻吩等对金属没有直接的腐蚀作用,故称为中性硫化物。但许多中性硫化物在高温下可以分解为活性硫化物,特别是在有氢气存在的情况下,中性硫化物可以生成硫化氢而产生腐蚀作用。
(3)酸值酸值是衡量量原油环烷酸腐蚀的重要指标 经验表明,在一定温度范围内,腐蚀速率和酸值的关系中存在一临界酸值,高于此值, 腐蚀速率明显加快。(4)氨含量 氨含量的高低表示原油中氮化物的多少。原油中的氮化物可分为碱性和非碱性两种。由于原油中的含氮量比较低,氮化物在低温下较安定,因此在常压蒸馏中不分解不发生腐蚀作用。但在深度加工中,在催化裂化、热裂化和焦化装置中,甚至在临氢操作中由于温度较高或受催化剂作用的影响,氮化合物中的氮可能释放出来,生成氨(NH3)或氰化氢(HCN),氨与物流中的硫化氢或氯化氢反应生产铵盐,氰化氢会加剧湿硫化氢腐蚀,这些物质会造成二次加工装置低温部位的腐蚀问题。
在石油加工过程中应首先对所加工的原油性质有所了解,判断出原油的腐蚀性强弱,从而在生产装置的总体设计中确定材料的选用标准,为设备的防腐蚀奠定基础。

 石油加工过程中引入的介质及其对设备的腐蚀
炼油生产工艺中会引入一些介质,由于有了这些物质的加入,会加大原油的腐蚀性。
(1)水分  炼油生产工艺中要引人大量的水分,如分馏塔汽提、工艺注水、物流冷却等。水是造成各种类型的电化学腐蚀环境的必要条件。如果没有水分存在.单纯的氯化氢及硫化氯气体所造成的化学腐蚀是极轻微的。
(2)氢   石油的二次加工过程中,一般都有加氢和析氢的反应过程。加氢的反应过程包括加氢裂化、加氢精制、加氢脱硫等,析氢的反应过程包括铂重整、连续重整等。上述加工过程都是处于高温高压的操作条件下,因而氢的存在会引起设备的高温氢腐蚀和高温H2+H2S腐蚀。

(3)酸、碱等化学药剂  石油加工过程中需要加入硫酸、氢氧化钠、氨、有机溶剂等物质。硫酸在石油加工中主要用于电精制、烧基化等装置,钢铁在硫酸中的腐蚀,可用硫酸在水溶液中活性氢离子浓度的变化来解释。在水溶液中硫酸溶液较低时,活性氢离子浓度是随着硫酸浓度的增加而增加,因而在这些溶液中钢铁的氢去极化腐蚀速率也就增加。当钢铁在更浓( 70% ~ 100% )的硫酸中时,由于浓硫酸的氧化作用生成了氧化铁膜(钝化膜) ,产生了阳极极化,从而使腐蚀速率大大降低了。随着硫酸中游离三氧化硫的出现,使氧化膜受到破坏,致使腐蚀速率又有所上升。而随着三氧化硫的不断增多,又生成了硫酸盐和硫化物保护膜,从而使腐蚀速率再次降低,但此时有晶间腐蚀出现了。氢氧化钠主要用于油品碱洗、烟气脱硫等生产工艺,锅炉水浓缩条件下也存在氢氧化钠的腐蚀。在常温下钢铁在浓度不大的烧碱溶液中是十分稳定的,因为生成了不溶性的氢氧化铁保护膜。但是如果烧碱液的浓度高于30%,即使在常温下,也会生成可溶性的铁酸钠,氢氧化铁保护膜的能力开始下降。如果烧碱的浓度超过50%时,钢铁就会强烈腐蚀。当有拉伸力存在时,钢铁在浓的或稀而热的烧碱液中都会发生腐蚀破裂,即所谓的碱脆现象。氨主要用作冷冻剂和设备防腐的中和剂。钢铁在氨溶液中是稳定的,除非在热而浓的溶液中,才发生温和的腐蚀。炼油生产过程中的很多环节都采用有机溶剂,一般来说,这些溶剂本身对金属没有腐蚀作用,有些溶剂如乙醇胺、甲基二乙醇胺等还有缓蚀作用。但在生产过程中,部分溶剂会发生降解、聚合、氧化等反应,或者与过程中的有机物作用,而生成某些腐蚀金属设备的物质。
除此而外,炼油厂加热炉和蒸汽锅炉的大量烟道气,尤其是含硫较高的燃料油烟气,会对炉管和烟道产生较为严重的硫酸露点腐蚀。
应对石油加工过程中多种多样的腐蚀,从原油进厂到产品输出,从设备表面到设备内部,从低温部位到高温部位,北京志盛威华化工有限公司对症下药,针对不同的工况提出不同的解决方案。

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