5.5 石油化工压力容器腐蚀

2021-10-27 13:56:40 作者：工业小南点来源：工业小南点分享至：

5.5

石油化工压力容器腐蚀

随着油气田的深度开发，H2S、CO2和Cl-引起腐蚀问题日益严重，对于油气田采出水中高含Cl-、H2S、CO2、高矿化度的介质（复杂环境），既要考虑介质中的Cl-腐蚀，又要考虑H2S和CO2、垢下腐蚀等腐蚀，这给设备的选材、制造和使用带来了极大地困难。这类压力容器面临的腐蚀问题如图5-54所示。

图5-54 复杂环境下设备面临的腐蚀

近年来，我国高硫高酸原油加工比例逐年上升，2006年原油资源中平均S含量质量分数为1.11%，同比上升0.09个百分点，平均酸值0.37mgKOH?g-1，同比上升0.1mgKOH?g-1。设备腐蚀已成为影响炼油装置平稳运行的首要问题，形成这一问题的因素有4个方面：

加工高硫、高酸原油的比例逐年增加；

装置材质不能满足当前加工高硫、高酸原油的需要；

原油混兑失控，一个炼厂经常混炼各种原油，因原油调和措施不足等原因，操作上原料油品种切换频繁，经常出现进装置原油硫含量或酸值超出装置允许的现象；

腐蚀控制管理失控，管理人员对腐蚀控制认识不足，腐蚀控制措施还存在差距。

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（见3.4.1化学腐蚀）。根据原油中含硫及酸值的高低，可将我国原油分为下列4种类型：

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

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

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

高硫高酸值原油（原油含硫＞0.5％，酸值＞0.5 mgKOH·g-1），如孤岛原油和“管输原油”。

原油中的无机盐类主要有NaCl、MgCl2、CaCl2等，盐类的含量质量分数一般为（5～130）×10-6，其中NaCl约占75%、MgCl2约占15%、CaCl2约占10%左右。这些盐类在常减压蒸馏过程中会水解出HCl，对设备造成腐蚀。

环烷酸（RCOOH，R为环烷基）是石油中一些有机酸的总称，主要是指饱和环状结构的酸及其同系物。此外还包括一些芳香族酸和脂肪酸。其分子量在很大范围内（180～350）变化。环烷酸在常温下对金属无腐蚀性，但在高温下能与铁等生成环烷酸盐，引起剧烈的腐蚀（见3.4.1化学腐蚀）。

石油中所含氮化合物主要为吡啶，吡咯及其衍生物。在高温及催化剂作用下可分解成可挥发的氨和氰化物。分解生成的氨将在焦化及加氢等装置形成NH4C1，造成塔盘垢下腐蚀或冷换设备管束的堵塞。但焦化塔顶的碱性含氨、含酚水可作为常减压装置防腐蚀措施“注水”的用水，以控制常压塔顶冷凝系统的HCl-H2S-H20的腐蚀。催化分馏塔顶的含氨冷凝水也可代替氨液注入减压塔顶冷凝冷却系统，以控制其腐蚀。HCN的存在对催化装置低温H2S-H20部位的腐蚀起到促进作用，造成设备的氢鼓包、氢脆和硫化物应力开裂。

气体脱硫、润滑油精制均要使用有机溶剂，如乙醇胺、糠醛、二乙二醇醚、酚等。生产过程中这些溶剂会发生降解、聚合、氧化等作用而生成某些腐蚀设备的物质。

在炼油厂中，各种碳钢及不锈钢由烧碱造成的应力腐蚀开裂也是常见的。

烷基化装置使用氢氟酸代替硫酸作为催化剂，氢氟酸与钢反应可形成氟化物保护膜而钝化金属。若这些保护膜被稀酸破坏，将产生严重腐蚀。

与石油化工压力容器设备的主要腐蚀类型见表5-13，蒸馏装置主要腐蚀机理见表5-14。

表5-13 石油化工压力容器设备的主要腐蚀类型