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5.5 石油化工壓力容器腐蝕

2021-10-27 13:56:40 作者：工業小南點來源：工業小南點分享至：

5.5

石油化工壓力容器腐蝕

隨著油氣田的深度開發，H2S、CO2和Cl-引起腐蝕問題日益嚴重，對于油氣田采出水中高含Cl-、H2S、CO2、高礦化度的介質（復雜環境），既要考慮介質中的Cl-腐蝕，又要考慮H2S和CO2、垢下腐蝕等腐蝕，這給設備的選材、制造和使用帶來了極大地困難。這類壓力容器面臨的腐蝕問題如圖5-54所示。

圖5-54 復雜環境下設備面臨的腐蝕

近年來，我國高硫高酸原油加工比例逐年上升，2006年原油資源中平均S含量質量分數為1.11%，同比上升0.09個百分點，平均酸值0.37mgKOH?g-1，同比上升0.1mgKOH?g-1。設備腐蝕已成為影響煉油裝置平穩運行的首要問題，形成這一問題的因素有4個方面：

加工高硫、高酸原油的比例逐年增加；

裝置材質不能滿足當前加工高硫、高酸原油的需要；

原油混兌失控，一個煉廠經?；鞜捀鞣N原油，因原油調和措施不足等原因，操作上原料油品種切換頻繁，經常出現進裝置原油硫含量或酸值超出裝置允許的現象；

腐蝕控制管理失控，管理人員對腐蝕控制認識不足，腐蝕控制措施還存在差距。

原油中的硫化物主要包括：硫化氫，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%者為高硫原油；硫化物含量越高對設備腐蝕就越強（見3.4.1化學腐蝕）。根據原油中含硫及酸值的高低，可將我國原油分為下列4種類型：

低硫低酸值原油（原油含硫0.1～0.5％，酸值≤0.5mgKOH·g-1），如大慶原油。

低硫高酸值原油（原油含硫0.1～0.5％，酸值大于0.5mgKOH·g-1），如遼河原油，新疆原油；

高硫低酸值原油（原油含硫＞0.5％，酸值≤0.5 mgKOH·g-1），如勝利原油；

高硫高酸值原油（原油含硫＞0.5％，酸值＞0.5 mgKOH·g-1），如孤島原油和“管輸原油”。

原油中的無機鹽類主要有NaCl、MgCl2、CaCl2等，鹽類的含量質量分數一般為（5～130）×10-6，其中NaCl約占75%、MgCl2約占15%、CaCl2約占10%左右。這些鹽類在常減壓蒸餾過程中會水解出HCl，對設備造成腐蝕。

環烷酸（RCOOH，R為環烷基）是石油中一些有機酸的總稱，主要是指飽和環狀結構的酸及其同系物。此外還包括一些芳香族酸和脂肪酸。其分子量在很大范圍內（180～350）變化。環烷酸在常溫下對金屬無腐蝕性，但在高溫下能與鐵等生成環烷酸鹽，引起劇烈的腐蝕（見3.4.1化學腐蝕）。

石油中所含氮化合物主要為吡啶，吡咯及其衍生物。在高溫及催化劑作用下可分解成可揮發的氨和氰化物。分解生成的氨將在焦化及加氫等裝置形成NH4C1，造成塔盤垢下腐蝕或冷換設備管束的堵塞。但焦化塔頂的堿性含氨、含酚水可作為常減壓裝置防腐蝕措施“注水”的用水，以控制常壓塔頂冷凝系統的HCl-H2S-H20的腐蝕。催化分餾塔頂的含氨冷凝水也可代替氨液注入減壓塔頂冷凝冷卻系統，以控制其腐蝕。HCN的存在對催化裝置低溫H2S-H20部位的腐蝕起到促進作用，造成設備的氫鼓包、氫脆和硫化物應力開裂。

氣體脫硫、潤滑油精制均要使用有機溶劑，如乙醇胺、糠醛、二乙二醇醚、酚等。生產過程中這些溶劑會發生降解、聚合、氧化等作用而生成某些腐蝕設備的物質。

在煉油廠中，各種碳鋼及不銹鋼由燒堿造成的應力腐蝕開裂也是常見的。

烷基化裝置使用氫氟酸代替硫酸作為催化劑，氫氟酸與鋼反應可形成氟化物保護膜而鈍化金屬。若這些保護膜被稀酸破壞，將產生嚴重腐蝕。

與石油化工壓力容器設備的主要腐蝕類型見表5-13，蒸餾裝置主要腐蝕機理見表5-14。

表5-13 石油化工壓力容器設備的主要腐蝕類型