柯顯義
(中海石油舟山石化有限公司,浙江 舟山 316015)
在煉油的過程中出現(xiàn)的腐蝕問題,會直接對企業(yè)的生產(chǎn)造成影響,甚至還會給企業(yè)帶來一系列的經(jīng)濟損失。目前,如何避免石油對設(shè)備造成腐蝕,已經(jīng)成為煉油企業(yè)迫在眉睫的重要任務(wù)。
1.1 硫。石油中的硫包括了硫化氫、硫醇、元素硫、二硫化物等眾多的化合物,此外還包括了一些分子量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的含硫化合物。一般情況下,可以將原油中存在的硫分為兩大類,一類是活性硫,另外一類則是非活性硫。元素硫以及硫化氫是屬于活性硫,它們能夠直接對金屬產(chǎn)生作用,從而腐蝕設(shè)備。剩下的是硫醇以及二硫化物,它們屬于非活性硫,它們不能直接對金屬產(chǎn)生作用。而且活性硫?qū)υO(shè)備產(chǎn)生腐蝕的時候,一般要受到環(huán)境因素的制約,尤其是溫度,更是會對其產(chǎn)生影響。在對石油進行加工的時候,因為非活性硫會慢慢的向活性硫進行轉(zhuǎn)化,使硫腐蝕不但會存在于第一次加工設(shè)備中,同時也會存在二次加工設(shè)備當(dāng)中。因此,硫腐蝕貫穿于整個加工的過程。
1.2 雜質(zhì)。在對石油進行加工的時候,還會產(chǎn)生二氧化碳、水分、有機酸、氮化物、無機鹽等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)雖然含量很少,但是對設(shè)備的腐蝕卻非常嚴(yán)重。大部分的雜質(zhì)都屬于腐蝕性介質(zhì),而少部分的雜質(zhì)不具有腐蝕性。但是在加工的過程中,不具腐蝕性的雜質(zhì)會慢慢的轉(zhuǎn)化為腐蝕性的介質(zhì)。不僅如此,在加工石油的時候,工作人員所加入的一些水分、氫氣、酸堿藥物、化學(xué)物質(zhì)等也會對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕。如果加工的時候溫度過高,更是會產(chǎn)生強烈的腐蝕反應(yīng)。
1.3 溫度。(1)低溫腐蝕:一般情況下,如果煉油裝置的溫度小于120℃,而且有液相水存在,那么就是低溫。低溫會對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕,這種腐蝕被稱為濕硫化氫,這種情況也被稱為硫化氫水溶液狀態(tài)下發(fā)生的腐蝕。(2)高溫腐蝕:高溫腐蝕一般指的是加工含硫的石油時,溫度高于240 攝氏度所發(fā)生的腐蝕,這樣的腐蝕包括了催化、裂化、延遲焦化、熱裂化等等,另外還包括相應(yīng)管線等部位所發(fā)生的腐蝕。
2.1 脫水和脫鹽。可以對石油進行脫水、脫鹽,一般情況下,可以采用電脫鹽設(shè)備來減少石油中的含鹽率,通過這個方法至少可以減少50%以上的鹽成分。此外還要采用電脫鹽設(shè)備進行二次脫鹽,這樣可以使含鹽量減少到每升10 毫克以下。同時,這個環(huán)節(jié)也是非常重要的,通過這個方法還能夠進行脫水或者去掉其他的雜質(zhì)。需要注意的是,電脫鹽設(shè)備如果不能穩(wěn)定的運行,就會影響脫鹽的效果,甚至還會對設(shè)備造成更大的腐蝕,引起催化劑中毒、沖塔等危險事故。
2.2 脫硫。要對石油進行脫硫,可以采用加氫的方法,這樣做可以降低對設(shè)備的腐蝕,同時也可以提高加工的質(zhì)量,避免對環(huán)境造成破壞。此外,因為再生塔頂?shù)乃嵝詺庀到y(tǒng)內(nèi)部采用了一部分不銹鋼的材料,它的凝結(jié)水內(nèi)部有許多濃度很高的氯,盡管凝結(jié)水的酸堿度很高,但是也可能會使應(yīng)力被腐蝕甚至裂開。不僅如此,當(dāng)對這個部位停下來檢修的時候,很可能會產(chǎn)生連多硫酸應(yīng)力腐蝕的現(xiàn)象。所以如果要使用不銹鋼,就應(yīng)該格外注意,可以在其中加入一些緩蝕劑,這樣可以避免腐蝕發(fā)生。
2.3 水洗。對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕性的介質(zhì)基本上都是水溶性的,所以可以采用水洗的方法來去除掉腐蝕類的物質(zhì),這樣也可以減輕對設(shè)備的腐蝕。比較典型的方法是用催化裂化吸收解納塔的氫脆化,這是因為氣體介質(zhì)中所含有的硫化氫以及氰化物。為了避免腐蝕產(chǎn)生,可以用水洗的方法。也就是說,先注入新鮮水將酸性物質(zhì)洗掉,將可溶于水的氰化物洗掉,這樣一來,就防止了腐蝕的產(chǎn)生。
2.4 選擇合理的材料。當(dāng)金屬受到環(huán)境的影響時,就很容易發(fā)生腐蝕。而且不同的金屬所產(chǎn)生的腐蝕作用也有所不同,這是因為金屬的腐蝕程度和自身的化學(xué)性質(zhì)、成分、性能等有很大的關(guān)系,另外還與金屬材料所受到的應(yīng)力有一定的關(guān)系。因為在元素周期表中,金屬的位置不同,化學(xué)穩(wěn)定性也有所不同。所以,越是活潑的金屬,越容易和介質(zhì)發(fā)生一定的反應(yīng),從而產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象。如果其不能夠形成保護膜,那么則更加容易受到腐蝕。而加工石油所采用的設(shè)備,很少使用純鈦金屬,一般都是采用兩種或者兩種以上的金屬制成設(shè)備的材料。
可以采用滲鋁的方法,這種方法是在高溫條件下,將活性鋁原子擴散到碳鋼或者合金的表層,最后形成鋁合金層。這種材料也被稱為滲鋁鋼,滲鋁鋼除了能夠保證性能之外,還增加了其他的優(yōu)勢。若是母材的質(zhì)量降低,那么滲鋁鋼就起不到應(yīng)該有的作用。因為鋼材滲鋁的溫度大概為1 000℃,鋼材一般都屬于奧氏體,因為冷卻的溫度不同,母材也會出現(xiàn)不一樣的反應(yīng)。這對于中高合金鋼材來說,很容易產(chǎn)生機械性能的變化,一旦產(chǎn)生變化,就需要對滲鋁鋼母材的性能和強度進行另外的評判,這樣才能避免安全事故發(fā)生。有一種滲鋁鋼被稱為低碳滲鋁鋼,這種材料不會引發(fā)性能變化,只是晶粒會產(chǎn)生一系列的細(xì)微變化。另外,這種低碳滲鋁鋼還具有非常優(yōu)越的防腐蝕性能,能夠避免設(shè)備被腐蝕。
我國的經(jīng)濟發(fā)展非???,對石油的需求量也越來越大,如果過度的開采石油會影響石油的質(zhì)量。無論是國內(nèi)的石油,還是國外的石油,都有可能對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕,因此必須采取一定的措施避免腐蝕產(chǎn)生。
[1]李鋒林.煉油設(shè)備腐蝕的機理及預(yù)防對策[J].華東科技:學(xué)術(shù)版,2013(9):414-414.