石油加工中的腐蚀介质及加工设备防腐涂料选型应用

志盛威华唐工

炼油厂加工的原料为原油， 主要组成是各种烷烃、环烷烃和芳香烃，这些物质本身并不腐蚀金属设备。但原油中还含有杂质，如无机盐、硫化物、氮化合物、有机酸、氧、二氧化碳和水分等，这些杂质含最虽少，但危害却很大，因为它们在加工过程中有些本身就是腐蚀性介质，而另外一些本身虽无腐蚀性但会在加工过程中转化为腐蚀性介质。此外，在原油炼制中加人的水分、氢气及酸碱化学药品等也会形成腐蚀介质。这些腐蚀介质在特定的生产工艺温度、压力、流速等环境条件的共同作用下,和金属材料发生较强的腐蚀反应.从而导致生产装置的设备腐蚀。

一、原油自身对设备的腐蚀

原油是种极复杂的多组分的混合物，由许多不同的化合物混合而成。其主要的化合物

是烃类和非烃类两大类物质。原油中主要的烃类是由烷烃、环烷烃和芳香烃以及在分子中兼

有这三类烃结构的混合烃构成。石油中的非烃化合物包括含硫、含氮、含氧化合物以及胶状物沥青状物质。然而由于原油的产地和化学元素的组成不同，因此不同的原油化学性质也就有一定的变化，在原油加工过程中所表现除的腐蚀性也各不相同，如我国的大庆原油属低硫低盐、低酸原油，与国内其他产地的原油如胜利原油相比腐蚀性则相对较弱。从腐蚀和防护角度考虑，可从原油性质的下列四个指标来初步判定原油腐蚀性的强弱。

（1）盐含量 原油中盐的含量高低直接影响到原油腐蚀性的强弱。因为原油所含中的盐多是此无机氯化物，如氯化钠、氯化镁和氯化钙等。后两种物质在原油加工过程中容易受热水解产生氯化氢，而氯化氢溶于水便成了腐蚀性很强的盐酸，所以从防腐角度而言,原油中的盐含量越低越好,这就要求在石油加工中必须进行严格的脱盐处理。

（2）硫含量 原油总是或多或少的含有- 些硫化物，含硫量的高低，表示原油中含有硫化氢和有机硫化物的多少。原油中的有机硫化物主要是以硫醇硫醚、噻吩等形式存在的硫化氢含量很少，大部分硫化氢是在原油加工过程中生成的。原油中很少有元素硫存在，但在工艺过程中可能产生元素硫。其中元素硫、硫化氢和硫醇等对金属有腐蚀作用称为活性硫化物。硫醚和噻吩等对金属没有直接的腐蚀作用，故称为中性硫化物。但许多中性硫化物在高温下可以分解为活性硫化物，特别是在有氢气存在的情况下，中性硫化物可以生成硫化氢而产生腐蚀作用。

(3)酸值酸值是衡量量原油环烷酸腐蚀的重要指标。经验表明，在一定温度范围内，腐蚀速率和酸值的关系中存在一临界酸值，高于此值， 腐蚀速率明显加快。(4)氨含量 氨含量的高低表示原油中氮化物的多少。原油中的氮化物可分为碱性和非碱性两种。由于原油中的含氮量比较低，氮化物在低温下较安定,因此在常压蒸馏中不分解不发生腐蚀作用。但在深度加工中，在催化裂化、热裂化和焦化装置中,甚至在临氢操作中由于温度较高或受催化剂作用的影响，氮化合物中的氮可能释放出来，生成氨(NH3)或氰化氢(HCN)，氨与物流中的硫化氢或氯化氢反应生产铵盐，氰化氢会加剧湿硫化氢腐蚀，这些物质会造成二次加工装置低温部位的腐蚀问题。

在石油加工过程中应首先对所加工的原油性质有所了解，判断出原油的腐蚀性强弱，从而在生产装置的总体设计中确定材料的选用标准，为设备的防腐蚀奠定基础。

二、石油加工过程中引入的介质及其对设备的腐蚀

炼油生产工艺中会引入一些介质，由于有了这些物质的加入，会加大原油的腐蚀性。

(1)水分  炼油生产工艺中要引人大量的水分，如分馏塔汽提、工艺注水、物流冷却等。水是造成各种类型的电化学腐蚀环境的必要条件。如果没有水分存在.单纯的氯化氢及硫化氯气体所造成的化学腐蚀是极轻微的。

(2)氢   石油的二次加工过程中，一般都有加氢和析氢的反应过程。加氢的反应过程包括加氢裂化、加氢精制、加氢脱硫等，析氢的反应过程包括铂重整、连续重整等。上述加工过程都是处于高温高压的操作条件下，因而氢的存在会引起设备的高温氢腐蚀和高温H2+H2S腐蚀。

(3)酸、喊等化学药剂  石油加工过程中需要加入硫酸、氢氧化钠、氨、有机溶剂等物质。硫酸在石油加工中主要用于电精制、烧基化等装置，钢铁在硫酸中的腐蚀，可用硫酸在水溶波中活性氢离子浓度的变化来解释。在水溶液中硫酸溶液较低时，活性氢离子浓度是随着硫酸浓度的增加而增加,因而在这些溶液中钢铁的氢去极化腐蚀速率也就增加。当钢铁在更浓( 70% ~ 100% )的硫酸中时,由于浓硫酸的氧化作用生成了氧化铁膜(钝化膜) ,产生了阳极极化，从而使腐蚀速率大大降低了。随着硫酸中游离三氧化硫的出现，使氧化膜受到破坏，致使腐蚀速率又有所上升。而随着三氧化硫的不断增多，又生成了硫酸盐和硫化物保护膜，从而使腐蚀速率再次降低,但此时有晶间腐蚀出现了。氢氧化钠主要用于油品碱洗、烟气脱硫等生产工艺，锅炉水浓缩条件下也存在氢氧化钠的腐蚀。在常温下钢铁在浓度不大的烧碱溶液中是十分稳定的，因为生成了不溶性的氢氧化铁保护膜。但是如果烧碱液的浓度高于30%，即使在常温下，也会生成可溶性的铁酸钠，氢氧化铁保护膜的能力开始下降。如果烧碱的浓度超过50％时，钢铁就会强烈腐蚀。当有拉伸力存在时，钢铁在浓的或稀而热的烧碱液中都会发生腐蚀破裂，即所谓的碱脆现象。氨主要用作冷冻剂和设备防腐的中和剂。钢铁在氨溶液中是稳定的，除非在热而浓的溶液中，才发生温和的腐蚀。炼油生产过程中的很多环节都采用有机溶剂，一般来说，这些溶剂本身对金属没有腐蚀作用，有些溶剂如乙醇胺、甲基二乙醇胺等还有缓蚀作用。但在生产过程中,部分溶剂会发生降解、聚合、氧化等反应,或者与过程中的有机物作用，而生成某些腐蚀金属设备的物质。

除此而外，炼油厂加热炉和蒸汽锅炉的大量烟道气，尤其是含硫较高的燃料油烟气，会对炉管和烟道产生较为严重的硫酸露点腐蚀。

应对石油加工过程中多种多样的腐蚀，从原油进厂到产品输出，从设备表面到设备内部，从低温部位到高温部位，北京志盛威华化工有限公司对症下药，针对不同的工况提出不同的解决方案。

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