炼油装置中的腐蚀类型及防护措施详解讲解学习.ppt
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1、炼油装置中的腐蚀类型及防护措施详解 低低温温部部位位通通常常指指T T230230,且且有有水水存存在在部部位位主主要要有有常常减减压压、催催化化裂裂化化、焦焦化化等等装装置置的的塔塔顶顶及及其其冷冷凝凝冷冷却却系系统统,腐腐蚀蚀类类型型为为电电化化学学腐腐蚀蚀腐腐蚀蚀严严重重。因因介介质质不不同同而而产产生生不不同同的的腐腐蚀蚀类类型型。其其中中低低温温(T T120120)轻轻油油H H2 2S-S-H H2 20 0腐腐蚀蚀类类型型有有:HCl-HHCl-H2 2S-HS-H2 2O O型型、HCNHCNH H2 2S-S-H H2 2O O型型,COCO2 2-H-H2 2S-HS-H
2、2 2O O型型、RNHRNH2 2(乙乙醇醇胺胺)-COCO2 2-H H2 2S-HS-H2 2O O型型、H H2 2S-HS-H2 2O O型型。另另外外还还有有连连多多硫硫酸酸的的腐蚀、低温烟气的硫酸露点腐蚀。腐蚀、低温烟气的硫酸露点腐蚀。高高温温(240240500500)重重油油H H2 2S S腐腐蚀蚀类类型型有有S-S2H-RSHS-S2H-RSH(硫醇)型、硫醇)型、S-SS-S2 2H-RSH-RCOOHH-RSH-RCOOH(环环烷烷酸酸)型型、H H2 2 H H2 2S S型型。另另外外还还有有高高温温氢氢腐腐蚀、镍钒金属杂质的腐蚀以晶间腐蚀等。蚀、镍钒金属杂质的腐
3、蚀以晶间腐蚀等。腐腐蚀蚀部部位位:主主要要为为常常减减压压装装置置的的初初馏馏塔塔和和常常压压塔塔顶顶部部(顶顶部部五五层层塔塔盘盘及及其其上上部部)及及塔塔顶顶冷凝冷却系统。冷凝冷却系统。1、低温(、低温(T 120)轻油轻油H2S-H20型型 (1)HCIH2S-H2O型型 腐腐蚀蚀形形态态:对对碳碳钢钢为为均均匀匀腐腐蚀蚀,对对Cr13Cr13钢钢为为点点蚀蚀,对对1 1CR18Ni9TiCR18Ni9Ti钢钢则则为为氧氧化物应力腐蚀开裂。化物应力腐蚀开裂。氯氯化化氢氢和和硫硫化化氢氢在在没没有有液液态态水水时时(气气象象状状态态)对对设设备备腐腐蚀蚀很很轻轻,或或基基本本无无腐腐蚀蚀(
4、如如常常压压塔塔顶顶部部封封头头及及常常顶顶馏馏出出线线气气相相部部位位)但但在在汽汽相相变变液液相相的的相相变变部部位位,出出现现冷冷暖暖水水之之后后,则则形形成成HCl-HHCl-H2 2S-HS-H2 2O O型型腐腐蚀蚀介介质质,对对设设备备腐腐蚀蚀严严重重(如如常常压压塔塔顶顶部部塔塔盘盘、塔塔顶顶冷冷凝凝器器、冷冷凝器等有相变部位)。凝器等有相变部位)。上上述述腐腐蚀蚀部部位位的的防防腐腐措措施施如如不不当当,不不但但要要消耗大量钢材,而且对炼厂正常生产影响也消耗大量钢材,而且对炼厂正常生产影响也大大。这这种种腐腐蚀蚀的的影影响响因因素素很很多多,主主要要影影响响因因素素为为ClC
5、l-、H H2 2S S含量和含量和PHPH值。值。n n Cl-浓浓度度:在在HCI H H2 2 S-H H2 2 O腐腐蚀蚀分分质质中中,HCI的的腐腐蚀蚀是是主主要要的的其其关关键键因因素素为为含含量量,HCI含含量量低低则则腐腐蚀蚀轻轻微微,HCI含含量量高高则则腐腐蚀蚀加加重重。HCI来来源源于于原原油油中中的的氯氯盐盐。原原油油经经一一次次脱脱盐盐后后,不不易易水水解解的的NaCl占占含含盐盐量量的的35一一40,而而易易水水解解的的MgCl:和和CaCl。仍仍占占6065,必须经过二次脱盐才能除去必须经过二次脱盐才能除去n 所所以以各各炼炼厂厂经经一一次次脱脱盐盐后后,所所剩剩
6、的的盐盐类类中中镁镁盐盐、钙钙盐盐仍仍为为主主要要成成分分。这这就就是是系系统统中中存存在在HCl的的主主要要来来源源 。n n即即使使炼炼制制低低硫硫原原油油(如如大大庆庆原原油油),如如果果脱脱盐盐效效果果不不好好,或或不不进进行行脱脱盐盐,则则原原油油中中的的盐盐在在常常压压塔塔顶顶冷冷凝凝冷冷却却部部位位,因因HCI-HCI-H H2 2S-S-H H2 2O O而而导导致致的的腐腐蚀蚀同同样样严严重重。所所以以无无论论炼炼制制何何种种含含硫硫原原油油,均均应应注注意意原原油油脱脱盐盐,控制脱盐后的含盐量。控制脱盐后的含盐量。加加工工含含盐盐、硫硫较较多多的的原原油油对对炼炼厂厂设设备
7、备腐腐蚀蚀极极为为严严重重,其其程程度度除除与与盐盐、硫硫含含量量有有关关外外,还还与与腐腐蚀蚀环环境境有有关关。其其腐腐蚀蚀环环境境可可分分为为高高温温和和低低温温两两大大类类,每每一一类类又又因因其其他他介介质质如如 HCI、HCN等等的的加加入入而而又又有有其其不不同同的的腐腐蚀蚀类类型型。原原油油脱脱盐盐后后,含含盐盐量量量量小小于于 5mgL,塔顶冷凝水含塔顶冷凝水含 Cl-含量应小于含量应小于 0002。n n PHPH值:原油脱盐后,塔顶部位的值:原油脱盐后,塔顶部位的PHPH值值2 23 3(酸性),但经注氨后,可使溶液呈碱(酸性),但经注氨后,可使溶液呈碱性性,此此时时PHP
8、H值值可可大大于于7 7,国国内内炼炼厂厂在在“一一脱脱四四注注”后后,控控制制PHPH值值为为7 75 58 85 5。这这样样可可以以控制氢的去极化作用,以减少设备腐蚀。控制氢的去极化作用,以减少设备腐蚀。H H2 2S S浓度:对常压塔设备腐蚀的影响不甚显著,浓度:对常压塔设备腐蚀的影响不甚显著,如胜利炼油厂炼制孤岛原油时,北常减压塔顶冷如胜利炼油厂炼制孤岛原油时,北常减压塔顶冷凝水含硫化氢凝水含硫化氢10701070mg/Lmg/L,与一般情况(含硫化氢与一般情况(含硫化氢30304040mg/Lmg/L)相比,设备腐蚀程度并无明显加剧。相比,设备腐蚀程度并无明显加剧。n n HCI-
9、H H2 2S-H2O部部位位防防腐腐措措施施:此此部部位位防防腐腐以以工工艺艺防防腐腐为为主主、材材料料防防腐腐为为辅辅。工工艺艺防防腐腐采采用用“一一脱脱四四注注”(脱脱盐盐、注注碱碱、注注缓缓蚀蚀剂剂、注注氨氨及及注注水水)。经经“一一脱脱四四注注”后后控控制制适适当当的的工工艺艺指指标标,如如当当 PH值值为为 7585时时,则则碳碳钢钢设设备备如如常常压压塔塔顶顶空空冷冷器器的的腐腐蚀蚀速速率率可可低低于于02 2mm/a。(2)HCN H H2 2S H H2 2O型型n n 腐腐蚀蚀部部位位:催催化化裂裂化化装装置置吸吸收收解解吸吸系系统,温度为统,温度为40405050oCoC
10、、压力为压力为1.61.6MPaMPa。n n 腐腐蚀蚀形形态态:对对碳碳钢钢为为均均匀匀腐腐蚀蚀、氢氢鼓鼓泡泡及及硫硫化化物物应应力力腐腐蚀蚀开开裂裂;对对奥奥氏氏体体不不锈钢则为硫锈钢则为硫化物应力腐蚀开裂。化物应力腐蚀开裂。n n原原油油中中许许多多硫硫化化物物在在催催化化裂裂化化中中被被分分解解为为H H2 2S,同同时时原原油油中中的的氨氨化化物物也也以以一一定定的的比比例例存存在在于于裂裂解解产产物物中中,其其中中有有 12的的氨氨化化物物以以 HCN形形态态存存在在,而而形形成成了了 HCNH H2 2S-H H2 2O腐腐蚀蚀环环境境。HCN的的存存在在对对H H2 2SH H
11、2 2O的腐蚀是起促进作用的。的腐蚀是起促进作用的。n n 氰氰离离子子在在碱碱性性的的H H2 2SH H2 2O溶溶液液中中有有两两种种作作用用:氰氰化化物物溶溶解解保保护护膜膜FeS,而而加加速速H H2 2S的的腐腐蚀蚀,且且产产生生有有利利于于氢氢向向钢钢中中的的渗渗透透;氰氰化化物物消除掉溶液中的缓蚀剂。消除掉溶液中的缓蚀剂。在在吸吸收收解解吸吸系系统统,随随着着CN-CN-的的存存在在和和浓浓度度的的增增加加,对对设设备备的的腐腐蚀蚀影影响响也也增增大大。当当催催化化原原料料中中CN-CN-总总量量大大于于0 01 1时时,就就会会引引起起设设备备的的严严重重腐腐蚀蚀,当当CN-
12、CN-大大于于0 00505时时,促促进进腐腐蚀的作用明显存在。蚀的作用明显存在。HCNH2S-H2O防腐措施:可采防腐措施:可采用水洗办法,将氰化物脱除,或注入用水洗办法,将氰化物脱除,或注入多硫化物有机缓蚀剂,将氰化物消除。多硫化物有机缓蚀剂,将氰化物消除。这两种方法可减缓设备的腐蚀。或采这两种方法可减缓设备的腐蚀。或采用铬钢钢用铬钢钢12Cr2AlMoV),),配用配用317焊焊条,焊后条,焊后750热处理。热处理。n n(3)CO2H2SH2O型型n n腐腐蚀蚀部部位位:脱脱硫硫装装置置的的再再生生塔塔顶顶的的冷冷凝凝冷冷却却系系统统(管管线线、冷冷凝凝冷冷却却器器及及回回流流罐罐)的
13、的酸酸性性气气部部位位。塔塔顶顶酸酸性性气气的的组组成成为为H2S(5060)、CO2(4030)、烃烃(4)及水分。及水分。温度为温度为40,压力为常压。,压力为常压。n n腐腐蚀蚀形形态态:对对碳碳钢钢为为氢氢鼓鼓泡泡及及焊焊缝缝开开裂裂,对对Cr5MoCr5Mo、1Crl31Crl3及及低低合合金金钢钢而而使使用用不不锈锈钢钢焊焊条条则则为为焊焊缝缝处处的的硫硫化化物物应应力力腐腐蚀蚀开开裂裂。其其腐腐蚀蚀机机理理为为H2S SH2O O型的腐蚀及开裂。型的腐蚀及开裂。COCO2 2H2S SH2O O部位防腐措施:此部部位防腐措施:此部位宜使用碳钢,并控制焊缝硬度不大于位宜使用碳钢,并
14、控制焊缝硬度不大于HB200HB200。此此部位不宜使用部位不宜使用Cr5MoCr5Mo和和1 1Crl3Crl3钢,钢,更不应采用一般不锈钢焊条。更不应采用一般不锈钢焊条。腐腐蚀蚀部部位位:干干气气及及液液化化石石油油气气脱脱硫硫的的再再生生塔塔底底部部系系统统及及富富液液管管线线系系统统,温度高于温度高于90,压力约,压力约02MPa。(4)RNH2CO2H2SH2O型型n n 腐腐蚀蚀形形态态:在在碱碱性性介介质质(PHPH值值8 8)下下,由由COCO2 2及及胺胺引引起起的的应应力力腐腐蚀蚀开开裂裂和均匀腐蚀。和均匀腐蚀。腐蚀关键因素为腐蚀关键因素为COCO2 2及胺。及胺。RNH2
15、RNH2COCO2 2H2S SH2O O部部位位腐腐蚀蚀防防腐腐措措施施:对对操操作作温温度度高高于于 9090的的碳碳钢钢设设备备及及管管线线进进行行焊焊后后消消除除应应力力热热处处理理,可可防防止止碱碱性性环环境境中中由由碳碳酸酸盐盐引引起起的的应应力力腐腐蚀开裂。蚀开裂。腐腐蚀蚀部部位位:主主要要为为液液化化石石油油气气球球罐罐、加加氢氢装装置置和和脱脱硫硫装装置置中中后后冷冷器器内内浮浮头头螺螺栓。栓。腐腐蚀蚀形形态态:酸酸性性条条件件下下的的硫硫化化物物应应力腐烛开裂或氢鼓泡。力腐烛开裂或氢鼓泡。(5)H2SH2S型型 根根据据原原油油不不同同,液液化化石石油油气气中中含含硫硫量量
16、可可达达0 01181182 20303,若若脱脱硫硫不不好好,则在球罐中造成则在球罐中造成H2H-H2OH2H-H2O型的腐蚀条件。型的腐蚀条件。低低温温H2S-S-H2O O型型硫硫化化物物产产生生腐腐蚀蚀开开裂裂影影响因素如下:响因素如下:水水:由由于于硫硫化化物物应应力力腐腐蚀蚀破破裂裂是是一一个个水水解解的的电电化化学学反反应应,为为此此水水的的存存在在是是必必要要条条件件。除除含含水水外外,介介质质中中的的其其他他杂杂质质如如氯氯离离子子(Cl-)、CO2的的存存在在都都增增加加溶溶液液的的腐腐蚀蚀性性,因因此此也也有有助助于于硫硫化化物物应应力力腐腐蚀蚀开开裂裂的的发发生生,但但
17、有有时时Cl-和和CO2的存在也会使腐蚀机理改变,因的存在也会使腐蚀机理改变,因而由而由Cl-及及CO2作为应力腐蚀开裂的主要因素。作为应力腐蚀开裂的主要因素。PHPH值值:硫硫化化物物应应力力腐腐蚀蚀开开裂裂一一般般在在酸酸性性溶溶液液中中产产生生。由由于于碱碱性性溶溶液液中中硫硫化化物物膜膜的的保保护护作作用用、PHPH值值大大于于或或等等于于6 6情情况况下下,一一般般不不发发生生破破裂裂,但但是是有有CNCN-存存在在时时,可可在在碱碱性性溶溶液液中中发发生生硫硫化化物物应应力力腐腐蚀蚀开开裂。裂。温度:硫化物应力腐蚀开裂一般在室温温度:硫化物应力腐蚀开裂一般在室温发生的几率最多,高于
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