丙烯罐內壁腐蝕原因分析

劉奉云，郭 飛，趙 地

(中海石油煉化有限責任公司惠州煉油分公司，廣東惠州 516086)

丙烯罐內壁腐蝕原因分析

劉奉云，郭 飛，趙 地

(中海石油煉化有限責任公司惠州煉油分公司，廣東惠州 516086)

文章介紹了丙烯罐222－T－04內壁的腐蝕過程，并從罐體材質、腐蝕產物、腐蝕產物溶液等方面進行了詳細的分析，結果表明腐蝕主要是水中溶解氧的腐蝕導致，原料中氧含量超標是腐蝕發生的主要原因;此外腐蝕產物中Na+含量較高，是液化氣在堿洗過程中堿液夾帶到原料中所致，堿的存在也加速了腐蝕的進程。針對腐蝕原因首先對丙烯罐內壁采用耐丙烯涂料進行防腐蝕;其次在液化氣堿洗、水洗過程中盡量減少堿液及水分的夾帶，分析丙烯罐222－T－04原料中氧含量偏高的原因并制定相應的操作措施，保證原料中氧含量達標。

丙烯罐 腐蝕 溶解氧

中海石油煉化有限責任公司惠州煉油分公司煉油項目(以下簡稱煉油項目)是中國海洋石油總公司在21世紀建設的第一個大型石化項目。煉油項目處理能力為12 Mt/a，由16套大型獨立裝置組成，主要生產燃料油和化工產品。2010年11月對煉油項目222罐區的4號丙烯罐(以下簡稱T-04)進行檢查時發現罐體內壁已經腐蝕。丙烯是一種無色、有烴類氣味的易燃易爆氣體，如果發生泄露危險性很大。為了查找腐蝕原因，對T-04的材質和腐蝕介質進行了分析。分析結果表明T-04罐體內壁的腐蝕主要是水中溶解氧的腐蝕。為了T-04的安全運行，采取了相應的防護措施。

1 腐蝕概況

2010年11月對T-04開罐檢查時發現罐內壁表面有密集的點蝕坑，內壁下部的蝕坑情況比上部嚴重，最深的蝕坑達1.5 mm，焊縫的局部部位有小裂紋，腐蝕形貌見圖1，2。T-04的設計參數見表1。

圖1 南極第一塊板焊縫和母材腐蝕形貌

圖2 南極瓜瓣母材腐蝕形貌

表1 T－04的設計參數

2 腐蝕原因分析

2.1 材質分析

煉油項目222罐區的3號丙烯罐(以下簡稱T-03)與T-04的工作條件基本一致，但T-03內表面良好，基本沒有腐蝕跡象。用光譜分析儀對T-03和T-04進行了材質分析，分析結果見表2，3。分析結果顯示T-03和T-04的材質并沒有明顯差別，說明T-04的腐蝕不是由于材質所導致。

表2 T-04材質分析結果 w，%

表3 T-03材質分析結果 w，%

2.2 腐蝕產物分析

為了進一步查找腐蝕原因，在T-04南極區第一板和南極瓜瓣處分別取腐蝕產物，委托中國石化設備防腐蝕研究中心和中國科技大學對腐蝕產物進行了熒光元素和X-射線衍射(XRD)分析。同時把腐蝕產物用硝酸溶解，進行了陽離子和陰離子分析。

2.2.1 熒光元素分析

熒光元素分析結果見表4，其中元素含量以氧化物計算。熒光元素分析結果表明，腐蝕產物中主要是Fe元素，有一定量的S元素，Cl元素很少，南極區第一板處的腐蝕產物中測不出Cl元素。

表4 熒光元素分析結果 w，%

2.2.2 XRD分析

XRD分析根據晶格常數定出腐蝕產物中的物質種類，是腐蝕產物分析的重要手段。腐蝕產物的XRD分析結果見表5，6。分析結果表明，腐蝕產物中主要成分為Fe2O3，這和熒光元素分析結果一致，因此可以說明T-04的腐蝕主要是由丙烯中的氧和水而導致。

物質化學式 數 值9 6 F e 3 O 4 1 F e O(O H) 2 F e 2 O 3 F e O O H 1

表6 南極瓜瓣處腐蝕產物中主要物質 w，%

2.2.3 腐蝕產物溶液分析

為了進一步弄清是否有Cl－參與腐蝕，進行了腐蝕產物溶解分析。具體方法是取定量的腐蝕產物，用硝酸溶解，分析溶液中的陽離子，同時采用陰離子色譜分析Cl－含量，確認Cl－對腐蝕的影響，溶液中金屬離子分析結果見表7(表中數據已經折合為金屬元素占腐蝕產物的百分比)。腐蝕產物溶液分析結果表明腐蝕產物中主要的金屬元素是Fe，另外 Na的含量也較高，Cl－很少，說明 Cl－對腐蝕的作用很弱。

表7 腐蝕產物中的金屬元素 w，%

2.3 分析結論

腐蝕產物分析結果表明，T-04的腐蝕主要是水中溶解氧腐蝕。由于原料氣中含有一定質量分數的水分(約200 μg/g)，游離水在罐中的凝結具有一定的隨機性，一旦凝結量較大，水將向罐底流動，所以腐蝕形貌上應是下部重，上部輕，這與開罐檢查的結果一致。

水中溶解氧的腐蝕是一種常見的腐蝕，屬于電化學腐蝕，稱為吸氧腐蝕，具有典型的水相腐蝕特征，即局部點蝕明顯。吸氧腐蝕速率很快，均勻腐蝕速率可達1 mm/a，局部的點蝕速率可達到每年數毫米。T-03和T-04中儲存的丙烯分析數據見表8。

表8 2005年以來丙烯分析數據(平均值)

從表8可以看出，T－03和T－04中所儲丙烯中氧濃度差別很大(高達2.5倍)，而其它物質的量濃度基本相同，這與腐蝕產物分析的結果一致。對T-04的原料進行了分析，分析結果顯示原料大部分時間是合格的，但在2009年5～7月均有一次超標記錄，特別是2009年7月6日原料中氧的濃度高達2 000 mL/m3，而T-03原料沒有超標記錄。T-04原料中氧濃度超標記錄見表9。

表9 T-04原料中氧的濃度超標記錄(2009年)

3 防護措施

T-04的腐蝕原因查清后，制定了三項措施以保證罐體內壁不再受到損壞:

(1)對罐內壁采用耐丙烯涂料進行防腐蝕;

(2)在液化氣堿洗和水洗過程中盡量減少堿液及水分的夾帶;

(3)與上游裝置聯合制定相應的操作措施，保證原料中氧濃度達標。

4 結語

T-04腐蝕是主要原料中氧濃度超標而導致，屬于水中溶解氧腐蝕。原料中氧濃度超標是腐蝕發生的主要原因。

此外腐蝕產物中Na+含量較高，是液化氣在堿洗過程中堿液夾帶到原料中所致，堿的存在也加速了腐蝕的進程，XRD分析顯示腐蝕產物中存在FeOOH和FeO(OH)，說明鈉離子和氫氧根離子的存在對腐蝕有影響。

Study on Corrosion on External Wall of Propylene Tank

Liu Fengyun，Guo Fei，Zhao Di
CNOOC Huizhou Refining＆ Chemical Company(Huizhou，Guangdong 516086)

The corrosion process of external wall of propylene tank，222－T－04 is described and analyzed in detail in respect of material of construction，corrosion product and corrosion product solution，etc.The results show that the corrosion is mainly caused by dissolved oxygen in water，and off － specification of oxygen in feedstock is the main culprit.In addition，the higher Na in corrosion product is the Na carried over into the feedstock from LPG caustic washing.The presence of caustic accelerates the corrosion.To control the corrosion，the internal wall of propylene tank is applied with propylene resistant coating and special measures are taken to minimize the caustic carry－over in LPG caustic washing and water washing to meet the oxygen specifications of feedstock.

propylene tank，corrosion dissolved oxygen

TE986

A

1007－015X(2011)03－0062－03

2011－03－ 15;

2011－04－08。

劉奉云(1970－)，設備工程師。1993年畢業于天津大學，現在設備中心從事靜設備的技術和管理工作。E－mail:liufy@cnooc.com.cn