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(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，我國(guó)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(qiáng)的腐蝕性，特有的化學(xué)性能就會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生一定的腐蝕性，在對(duì)高硫原油進(jìn)行催化處理時(shí)，催化系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)因?yàn)槭艿礁g而出現(xiàn)堵塞或是穿孔的現(xiàn)象，往往會(huì)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(duì)石油催化裝置上的腐蝕性與防腐措施進(jìn)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(huì)形成麻點(diǎn)，并且殼層的入口也會(huì)出現(xiàn)坑蝕現(xiàn)象。這樣的情況會(huì)使得裝置隨時(shí)出現(xiàn)腐蝕穿孔，對(duì)裝置的穩(wěn)定運(yùn)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(jī)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(jìn)行腐蝕處理時(shí)會(huì)因?yàn)椴僮鞯膹?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(diǎn)及原因，才能有的放矢地進(jìn)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(yùn)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(duì)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(diǎn)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(shí)，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(huì)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(shí)，陽(yáng)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(shí)，腐蝕電流就加大，所以腐蝕程度變大；土壤電阻率增大時(shí)，陽(yáng)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(shí)，還原菌的活動(dòng)性小；反之，當(dāng)電位小于400mV時(shí)，還原菌的活動(dòng)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(jì)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(huì)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(jìn)、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(duì)措施

2.1 腐蝕機(jī)理及原因

想要對(duì)裝置腐蝕部位進(jìn)行處理時(shí)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(jìn)行混合上的處理，此時(shí)原料上的總含硫量就會(huì)得到降低，與此同時(shí)相關(guān)技術(shù)處理人員還應(yīng)在在線沖洗系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，定期對(duì)系統(tǒng)中形成的可溶性鹽沉淀進(jìn)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(shí)分餾塔頂鋼材表面就會(huì)形成一層比較厚的保護(hù)膜，保護(hù)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(jī)率。

2.2 防護(hù)措施

催化裝置停止工作時(shí)，裝置中的化學(xué)物會(huì)繼續(xù)生成催化上的反應(yīng)。此時(shí)裝置中的氫化物以及氯化等活性離子會(huì)對(duì)裝置上的腐蝕作用進(jìn)行加大處理，與此同時(shí)氫化物可以對(duì)鐵元素在裝置上形成的保護(hù)膜進(jìn)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(huì)生成硫化氫與氨等反應(yīng)物，這些混合物的產(chǎn)生會(huì)對(duì)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(jī)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(jī)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(cè)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(dá)3000mg/L以上，H2S與鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕，HCN起促進(jìn)作用，停工時(shí)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(shí)該系統(tǒng)腐蝕顯著加劇。

3.2 防護(hù)措施

為讓催化裝置可以得到防腐蝕性上的保護(hù)措施，工程上的技術(shù)處理人員可以對(duì)催化裝置采用氣壓機(jī)進(jìn)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(zhǎng)保護(hù)膜的壽命，防止對(duì)保護(hù)膜產(chǎn)生沖擊上的壓力致使保護(hù)膜失去保護(hù)作用。技術(shù)研究人員通過對(duì)腐蝕性物質(zhì)進(jìn)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(shí)驗(yàn)室的評(píng)定工作。這是處理人員應(yīng)該積極對(duì)這種技術(shù)進(jìn)行實(shí)施，讓裝置中的換熱器得到保護(hù)。

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(shí)，會(huì)因?yàn)槭艿綗崃總鲗?dǎo)，致使表面受熱分解成具有微溶性質(zhì)的鹽，此時(shí)這些鹽類的溶解度也會(huì)隨著溫度的升高而出現(xiàn)降低的情況，很容易就會(huì)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(yùn)行處理作用喪失，與此同時(shí)，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(duì)鋼鐵材質(zhì)的管道上的腐蝕。

結(jié)束語(yǔ)

石油裝置腐蝕問題上的處理會(huì)對(duì)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(duì)催化裝置上的腐蝕情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控與清理。并在管理的過程中將裝置上的維護(hù)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)上的更新與維護(hù)，讓石油催化裝置可以得到更加穩(wěn)定的運(yùn)行，保障石油上的產(chǎn)量與質(zhì)量。

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