試析石油催化裝置的腐蝕特性及防腐蝕措施

張寶權(quán)

摘 要：隨著社會的進步與發(fā)展，我國高硫原油上的需求量不斷增加，這種原油在化學(xué)性能上較強的腐蝕性，特有的化學(xué)性能就會對設(shè)備產(chǎn)生一定的腐蝕性，在對高硫原油進行催化處理時，催化系統(tǒng)經(jīng)常會因為受到腐蝕而出現(xiàn)堵塞或是穿孔的現(xiàn)象，往往會造成產(chǎn)品出現(xiàn)不合格或者損壞的情況發(fā)生，嚴(yán)重影響了裝置的使用。文章針對石油催化裝置上的腐蝕性與防腐措施進行了相關(guān)的技術(shù)探析，僅供參考。

關(guān)鍵詞：催化裝置；腐蝕原理；防腐措施

原油催化裝置在使用過程中一旦出現(xiàn)腐蝕情況，在裝置表面會形成麻點，并且殼層的入口也會出現(xiàn)坑蝕現(xiàn)象。這樣的情況會使得裝置隨時出現(xiàn)腐蝕穿孔，對裝置的穩(wěn)定運行構(gòu)成嚴(yán)重的安全威脅。由于催化裝置構(gòu)部分老化與設(shè)備腐蝕機構(gòu)上的腐蝕情況組成比較復(fù)雜，所以技術(shù)處理人員在進行腐蝕處理時會因為操作的復(fù)雜難度，影響除腐效果，催化裝置上的除腐與防腐措施應(yīng)得到相關(guān)技術(shù)人員的重視。

1 配管腐蝕的原因

要搞好配管的腐蝕控制，必須要要先搞清楚腐蝕特點及原因，才能有的放矢地進行腐蝕控制。金屬材料的腐蝕，是指在周圍介質(zhì)的作用下，由于化學(xué)變化、電化學(xué)變化或物理溶解作用而產(chǎn)生的破壞。石油配管在運轉(zhuǎn)的過程中要經(jīng)過各種各樣復(fù)雜的地形，配管所處的外部環(huán)境千變?nèi)f化，輸送的介質(zhì)具有一定的腐蝕性，從而造成對配管設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕。配管的腐蝕就腐蝕部位來講，分為內(nèi)腐蝕和外腐蝕。

1.1 配管的內(nèi)腐蝕

石油在煉制的過程存在多種具有腐蝕性的介質(zhì)，主要包括：硫化物、氯化物、高溫硫（有氫和無氫）、連多硫酸、環(huán)烷酸和水等。這些腐蝕性介質(zhì)的存在導(dǎo)致管內(nèi)流體的pH值下降，在一定溫度的作用下分解成分子和離子與管道內(nèi)壁發(fā)生反應(yīng)從而使管道出現(xiàn)點蝕或腐蝕性應(yīng)力裂紋，加快了金屬的腐蝕速度。管道中的氧來源于介質(zhì)中的雜質(zhì)受熱后分解和間歇工作帶入的空氣中的氧，當(dāng)含氧量和濃度在適當(dāng)?shù)姆秶鷷r，促使了輸油管道的腐蝕加劇。

管道內(nèi)壁的腐蝕程度還與許多其他因素有關(guān)溫度每升高10℃，腐蝕的速度就會增加1倍，溫度越高，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋的傾向越高，可能是由于隨著溫度的升高，鋼表面氧化膜的致密程度降低所致。

1.2 環(huán)境方面的影響

金屬配管的腐蝕與土壤的電阻率有著密切的關(guān)系。金屬配管的表面在土壤中形成腐蝕電池，在電位差一定時，陽極區(qū)的腐蝕電流的大小與土壤的電阻率有關(guān)，土壤的電阻率減小時，腐蝕電流就加大，所以腐蝕程度變大；土壤電阻率增大時，陽極腐蝕電流減小，腐蝕率下降。氧化還原的電位還與嫌氣性硫酸鹽還原菌存在難易程度的指標(biāo)有關(guān)，當(dāng)氧化還原電位大于400mV時，還原菌的活動性小；反之，當(dāng)電位小于400mV時，還原菌的活動劇烈，從而加快了腐蝕。土壤本身的特性（土質(zhì)、土粒的間隙率、含水量等）、土壤的分布狀態(tài)及土壤內(nèi)部所含的金屬鹽類（氯化物、硫化物等），均與電阻率及離子濃度有關(guān)。

1.3 應(yīng)力腐蝕

管材焊口、焊縫多，螺孔多以及設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理也容易發(fā)生腐蝕。管道焊口、焊縫及螺釘處不可避免地會存在殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中，有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中工作，非常容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。上述可見，石油化工行業(yè)中配管的腐蝕形式多樣且復(fù)雜，幾種腐蝕因素相互促進、綜合作用，導(dǎo)致了配管的腐蝕速度加劇。

2 分餾系統(tǒng)的換熱器腐蝕情況與應(yīng)對措施

2.1 腐蝕機理及原因

想要對裝置腐蝕部位進行處理時可以采用的措施是將含有高密度的硫重油與低含硫重油進行混合上的處理，此時原料上的總含硫量就會得到降低，與此同時相關(guān)技術(shù)處理人員還應(yīng)在在線沖洗系統(tǒng)進行設(shè)置，定期對系統(tǒng)中形成的可溶性鹽沉淀進行清洗處理，清洗的過程中可以減少沉淀污垢的產(chǎn)生的腐蝕性，催化分餾塔頂?shù)目垢g性可以得到增加，技術(shù)施工人員可以在分餾塔頂添加適量的緩蝕劑，此時分餾塔頂鋼材表面就會形成一層比較厚的保護膜，保護膜的出現(xiàn)可以隔絕腐蝕介質(zhì)與剛才的直接接觸降低了腐蝕的機率。

2.2 防護措施

催化裝置停止工作時，裝置中的化學(xué)物會繼續(xù)生成催化上的反應(yīng)。此時裝置中的氫化物以及氯化等活性離子會對裝置上的腐蝕作用進行加大處理，與此同時氫化物可以對鐵元素在裝置上形成的保護膜進行溶解，溶解過程中發(fā)生氫脆化上的化學(xué)反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)過程中會生成硫化氫與氨等反應(yīng)物，這些混合物的產(chǎn)生會對金屬產(chǎn)生緩蝕作用，加重裝置上的腐蝕危害。

3 吸收穩(wěn)定系統(tǒng)冷換設(shè)備的腐蝕情況

3.1 腐蝕機理

催化原料經(jīng)反應(yīng)器高溫裂解產(chǎn)生的H2S等介質(zhì)經(jīng)分餾系統(tǒng)、氣壓機壓縮冷凝，在吸收穩(wěn)定系統(tǒng)形成H2S-HCN-H2O的腐蝕環(huán)境。據(jù)冷凝水分析監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，吸收穩(wěn)定系統(tǒng)冷凝水含硫化氫最高可達3000mg/L以上，H2S與鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕，HCN起促進作用，停工時Fb（Fe（CN）6）繼續(xù)氧化生成Fh（Fe（CN）6）3，因此當(dāng)有氰化物以及氯化物等活性離子存在時該系統(tǒng)腐蝕顯著加劇。

3.2 防護措施

為讓催化裝置可以得到防腐蝕性上的保護措施，工程上的技術(shù)處理人員可以對催化裝置采用氣壓機進行注水上的處理，裝置得到注水處理以后就可以軟化沉淀物，并脫除大部分的硫化氫等混合物。水流介質(zhì)的流速應(yīng)該控制在10m/s以下，主要的作用是可以延長保護膜的壽命，防止對保護膜產(chǎn)生沖擊上的壓力致使保護膜失去保護作用。技術(shù)研究人員通過對腐蝕性物質(zhì)進行性能上的研究，得出化學(xué)鍍鎳磷表面處理技術(shù)，也可以完成實驗室的評定工作。這是處理人員應(yīng)該積極對這種技術(shù)進行實施，讓裝置中的換熱器得到保護。

4 水冷器水側(cè)的腐蝕

工廠中使用的循環(huán)水在技術(shù)處理過程中可以溶解裝置中的各種沉淀鹽類物質(zhì)，其中包括碳酸鹽與氫化物等。這些鹽類物質(zhì)通過傳熱表面時，會因為受到熱量傳導(dǎo)，致使表面受熱分解成具有微溶性質(zhì)的鹽，此時這些鹽類的溶解度也會隨著溫度的升高而出現(xiàn)降低的情況，很容易就會沉積在水冷器管束表面，并形成一層較粗糙的沉淀物質(zhì)層，在管道中形成堵塞，讓管道上的運行處理作用喪失，與此同時，如果管道是鋼鐵材質(zhì)在管道中通過的冷卻水在含氧量上也比較高的話，就很有可能形成微電池，造成對鋼鐵材質(zhì)的管道上的腐蝕。

結(jié)束語

石油裝置腐蝕問題上的處理會對石油生產(chǎn)的產(chǎn)量造成直接的影響，所以為了保障石油開采過程中的產(chǎn)量與生產(chǎn)人員的人身安全，應(yīng)對催化裝置上的腐蝕情況進行實時的監(jiān)控與清理。并在管理的過程中將裝置上的維護技術(shù)進行科學(xué)上的更新與維護，讓石油催化裝置可以得到更加穩(wěn)定的運行，保障石油上的產(chǎn)量與質(zhì)量。

參考文獻

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