浅议炼油设备腐蚀的机理及预防对策

2014-04-06柯显义

河南科技 2014年2期

柯显义

（中海石油舟山石化有限公司，浙江舟山 316015）

在炼油的过程中出现的腐蚀问题，会直接对企业的生产造成影响，甚至还会给企业带来一系列的经济损失。目前，如何避免石油对设备造成腐蚀，已经成为炼油企业迫在眉睫的重要任务。

1 炼油设备腐蚀的机理

1.1 硫。石油中的硫包括了硫化氢、硫醇、元素硫、二硫化物等众多的化合物，此外还包括了一些分子量大、结构复杂的含硫化合物。一般情况下，可以将原油中存在的硫分为两大类，一类是活性硫，另外一类则是非活性硫。元素硫以及硫化氢是属于活性硫，它们能够直接对金属产生作用，从而腐蚀设备。剩下的是硫醇以及二硫化物，它们属于非活性硫，它们不能直接对金属产生作用。而且活性硫对设备产生腐蚀的时候，一般要受到环境因素的制约，尤其是温度，更是会对其产生影响。在对石油进行加工的时候，因为非活性硫会慢慢的向活性硫进行转化，使硫腐蚀不但会存在于第一次加工设备中，同时也会存在二次加工设备当中。因此，硫腐蚀贯穿于整个加工的过程。

1.2 杂质。在对石油进行加工的时候，还会产生二氧化碳、水分、有机酸、氮化物、无机盐等杂质。这些杂质虽然含量很少，但是对设备的腐蚀却非常严重。大部分的杂质都属于腐蚀性介质，而少部分的杂质不具有腐蚀性。但是在加工的过程中，不具腐蚀性的杂质会慢慢的转化为腐蚀性的介质。不仅如此，在加工石油的时候，工作人员所加入的一些水分、氢气、酸碱药物、化学物质等也会对设备产生腐蚀。如果加工的时候温度过高，更是会产生强烈的腐蚀反应。

1.3 温度。（1）低温腐蚀：一般情况下，如果炼油装置的温度小于120℃，而且有液相水存在，那么就是低温。低温会对设备产生腐蚀，这种腐蚀被称为湿硫化氢，这种情况也被称为硫化氢水溶液状态下发生的腐蚀。（2）高温腐蚀：高温腐蚀一般指的是加工含硫的石油时，温度高于240 摄氏度所发生的腐蚀，这样的腐蚀包括了催化、裂化、延迟焦化、热裂化等等，另外还包括相应管线等部位所发生的腐蚀。

2 炼油设备腐蚀的预防措施

2.1 脱水和脱盐。可以对石油进行脱水、脱盐，一般情况下，可以采用电脱盐设备来减少石油中的含盐率，通过这个方法至少可以减少50%以上的盐成分。此外还要采用电脱盐设备进行二次脱盐，这样可以使含盐量减少到每升10 毫克以下。同时，这个环节也是非常重要的，通过这个方法还能够进行脱水或者去掉其他的杂质。需要注意的是，电脱盐设备如果不能稳定的运行，就会影响脱盐的效果，甚至还会对设备造成更大的腐蚀，引起催化剂中毒、冲塔等危险事故。

2.2 脱硫。要对石油进行脱硫，可以采用加氢的方法，这样做可以降低对设备的腐蚀，同时也可以提高加工的质量，避免对环境造成破坏。此外，因为再生塔顶的酸性气系统内部采用了一部分不锈钢的材料，它的凝结水内部有许多浓度很高的氯，尽管凝结水的酸碱度很高，但是也可能会使应力被腐蚀甚至裂开。不仅如此，当对这个部位停下来检修的时候，很可能会产生连多硫酸应力腐蚀的现象。所以如果要使用不锈钢，就应该格外注意，可以在其中加入一些缓蚀剂，这样可以避免腐蚀发生。

2.3 水洗。对设备产生腐蚀性的介质基本上都是水溶性的，所以可以采用水洗的方法来去除掉腐蚀类的物质，这样也可以减轻对设备的腐蚀。比较典型的方法是用催化裂化吸收解纳塔的氢脆化，这是因为气体介质中所含有的硫化氢以及氰化物。为了避免腐蚀产生，可以用水洗的方法。也就是说，先注入新鲜水将酸性物质洗掉，将可溶于水的氰化物洗掉，这样一来，就防止了腐蚀的产生。

2.4 选择合理的材料。当金属受到环境的影响时，就很容易发生腐蚀。而且不同的金属所产生的腐蚀作用也有所不同，这是因为金属的腐蚀程度和自身的化学性质、成分、性能等有很大的关系，另外还与金属材料所受到的应力有一定的关系。因为在元素周期表中，金属的位置不同，化学稳定性也有所不同。所以，越是活泼的金属，越容易和介质发生一定的反应，从而产生腐蚀的现象。如果其不能够形成保护膜，那么则更加容易受到腐蚀。而加工石油所采用的设备，很少使用纯钛金属，一般都是采用两种或者两种以上的金属制成设备的材料。

可以采用渗铝的方法，这种方法是在高温条件下，将活性铝原子扩散到碳钢或者合金的表层，最后形成铝合金层。这种材料也被称为渗铝钢，渗铝钢除了能够保证性能之外，还增加了其他的优势。若是母材的质量降低，那么渗铝钢就起不到应该有的作用。因为钢材渗铝的温度大概为1 000℃，钢材一般都属于奥氏体，因为冷却的温度不同，母材也会出现不一样的反应。这对于中高合金钢材来说，很容易产生机械性能的变化，一旦产生变化，就需要对渗铝钢母材的性能和强度进行另外的评判，这样才能避免安全事故发生。有一种渗铝钢被称为低碳渗铝钢，这种材料不会引发性能变化，只是晶粒会产生一系列的细微变化。另外，这种低碳渗铝钢还具有非常优越的防腐蚀性能，能够避免设备被腐蚀。