蒸馏装置－腐蚀形态、部位及腐蚀原因

腐蚀形态、部位及腐蚀原因

腐蚀形态、部位及腐蚀原因

引起常减压蒸馏装置设备腐蚀损坏的基本原因是来自原油中所夹带的杂质(盐、元素硫

及有机硫化合物、环烷酸)。各类杂质含量的多少会不同程度地影响常减压蒸馏装置中某些

设备的腐蚀破坏。．

原油中的氯盐(MgCl2，CaCl2)和水是腐蚀介质HCI的主要来源。它是引起常减压塔顶{

冷凝冷却系统设备(低温轻油部位)腐蚀的直接原因。

原油中的硫化物主要是硫醇、硫醚、二硫化物以及环状的硫化物，还有一些硫化氢和游

离的硫。

硫化物对低温部位的腐蚀主要是硫化氢(H2S)腐蚀。硫化氢来源主要是由于硫化物在加工过程中热分解而产生的。

原油中所含的硫及硫化合物、环烷酸会造成温度处于240～425~C范围内的一些设备高温重油部位腐蚀损坏。

低温HCl-H2S-H2O腐蚀

   1、部位

低温腐蚀部位主要指常压塔上部五层塔盘、塔体及部分挥发线、冷凝冷却器、油水分离

器、放水管和减压塔部分挥发线、冷凝冷却器等部位。在无任何工艺防腐措施情况下，腐蚀十分严重。

    1.1  常压塔顶及塔内构件，如无工艺防腐措施，碳钢腐蚀率可高达2毫米／年。采用0Crl3材料作衬里，浮阀则出现点蚀，用18—8型奥氏体不锈钢作衬里则出现应力腐蚀开裂。

    l.2  冷 凝冷却器是腐蚀最严重部位。在无任何防腐措施时，碳钢腐碰率有的高达20毫米／年。采用18-8型奥氏体不锈钢制冷凝器则在三个月到四年间陆续出现应力腐 蚀破裂。冷凝冷却器入口端(约100毫米)处于高速二相流动时，在胀口处有冲刷状腐蚀。空冷器更为严重，碳钢腐蚀率可高达4毫米／年。

    1.3  后冷却器、油水分离及放水管的腐蚀一般较前项为轻，腐蚀率随冷凝水西PH值高低而变，一般为0.5～2.0毫米／年。

1.4  减压塔顶冷凝冷却器是减顶系统腐蚀主要集中的设备，无任何工艺防腐措施时，碳钢腐蚀率可高达5毫米／年。

    2、腐蚀原因

HCl-H2S-H2O部位的腐蚀主要是原油含盐引起的。国内各种原油，不论含硫高低，只要含盐均可引起本部位的严重腐蚀。

加工过程中，原油中的MgCI2和CaCl2加热水解生成强烈的腐蚀介质HCl:

    MgCl2+H2O→Mg(OH)2+2HCI↑

    CaCl2+H20→Ca(OH)2+2HCI↑

生成的HCl和硫化物加热分解生成的H2S随挥发油气进入分馏塔顶部及冷凝冷却系统。

    2.1  腐蚀反应过程：HCI、H2S处于干态时，对金属无腐蚀。当含水时在塔顶冷凝冷却

系统冷凝结露出现水滴时，HCI即溶于水中成盐酸。此时由于初凝区水量极少，盐酸浓度可

达1～2％，成为一个腐蚀性十分强烈的“稀盐酸腐蚀环境”。若有H2S存在，可对该部位的

腐蚀加速，HCI和H2S相互促进构成循环腐蚀。反应如下：

    Fe+2HCI→FeCl2+H2

    FeCl2+H2S→FeS↓+HCl

    Fe+H2S→FeS+H2

FeS+HCI→FeCl2+H2S

高温硫腐蚀

在加工含硫原油时，在设备高温部位(240～425℃)会出现高温硫的均匀腐蚀。凄际腐

蚀过程，首先是有机硫化物转化为硫化氢和元素硫，它们与钢材表面直接作用产生腐蚀，在

375～425~C的高温环境中，按下式反应：

    Fe+H2S→FeS+H2

硫化氢在350～400~C仍能分解为S、和H2。分解出来的元素硫(S)比H2S的腐蚀还激烈。

    Fe+S→FeS

高温硫的腐蚀，开始时速度很大，一定时间后腐蚀速度会恒定下来。这是生成硫化铁保

护膜的缘故。

    1．高温硫的腐蚀率

炼制胜利原油的高温硫腐蚀率如表表l。

表1

设备部位	材 质	腐蚀率 .毫米/年
常压炉炉管 减压炉炉管 减压塔进料段 减压塔塔底 减压塔转油线	10号钢 Cr 5Mo 碳索钢 碳素钢 碳素钢	小于l 1 4．3 2．5 1．5～4．5

    2．影响高温硫的因素

    2.1  硫化物含量：原油中活性硫的含量(尤其是硫化氢的含量)增加，则将提高腐蚀率。

2.2  温度：硫及硫化氢腐蚀反应需在一定温度下进行，而硫化合物分解成硫化氢也随温度的提高而加速，所以一般在24,0~13时就有明显的硫腐蚀。硫化氢分解温度在350’～400~C．而生成的活性硫腐蚀较硫化氢更为强烈，因而最严重的腐蚀发生在340_425~C区域中。

    2.3  流动状态：高速流动会破坏具有一定保护作用的硫化铁膜，一般处于同一腐蚀条

件的塔壁较塔盘等构件的腐蚀速度较低就是这个原因，而高速转动泵的叶轮则最为严重。

高温环烷酸腐蚀

原油中有机酸主要为环烷酸，其通式为CnH2n-1，COOH，其中又以五、六环为主的低分子量环烷酸腐蚀性最强，在原油加工过程中最后进入柴油和轻润滑油馏分中。

    1．腐蚀形态及部位

经受环烷酸腐蚀的一般光滑无垢，低流速部位仅留下尖锐的孔洞，高流速部位则顺着流

向出现沟槽。处于环烷酸腐蚀条件下，碳钢腐蚀率可为7～9毫米／年，高环烷酸含量及某些特殊部位达到20毫米／年。腐蚀部位以减压炉出口转油线、减压塔进料段以下部位为重。常压炉出口转油线及常压塔进料段次之。

    2．腐蚀原因

环烷酸在低温时腐蚀不强烈，但处于沸腾时，特别在高温无水环境中，腐蚀最为激烈。

腐蚀反应按下式进行：

    2RCOOH+Fe→Fe(RCOO)2+H2↑

FeS+2RCOOH→Fe(RCOO)2+H2S↑

由于Fe(RCOO)2是一油溶性腐蚀产物，能为油流所带走，因此在金属设备表面上不易形成保护膜，即使生成硫化铁膜也会与环烷酸作用而暴露出新的金属表面，使腐蚀仍能继续进行。

    3．腐蚀影响因素
．

    3.1腐蚀速度主要决定于原洫中环烷酸含量(以酸值表示)，酸值为0．5mgKOH／g就会引起设备腐蚀，酸值为2．0mgKOH／g则会产生十分严重的腐蚀。

    3.2温度；腐蚀主要集中梳270～280~C的部位上，而在350~C的部位又会出现较严重的腐蚀。

    3.3流速：高流速及一些涡流区的腐蚀远比其它部位为重。

[ 本帖最后由 ali2004 于 2007-12-4 20:47 编辑 ]

　　解决加工含硫原油的腐蚀，不能是只解决某一类型腐蚀，而是需要成套化、规范化，还要考虑对石油产品的影响。

下来看看。