浅析高硫原油对炼油设备腐蚀与防护.doc

浅析高硫原油对炼油设备的腐蚀与防护 　　Abstract　This article describes the corrosion characteristics of Middle East crude oil，main types of sulphide cor rosion and relevant preventive measures? as well as the way to strengthen the cor rosion preventing research and implement? scientific management． 1　概述 　　广州石油化工总厂经过二期扩建和改造，原油处理能力已达770万t／a，原油来源多数为 进口原油，1997年原油进口量达总处理量的97%，预测亚太地区石油产量日趋减少，中东地 区，特别是沙特原油仍稳定供应，中东原油占世界贮量的65%。由于中东原油普遍含硫高且 价格相对较低，所以广石化总厂选择炼中东高硫原油的比例越来越多，从而造成炼油装置中 硫的腐蚀将越加严重。需要尽快对设备防腐蚀问题进行深入研究，正确选择有关装置的设备 材料及防腐措施，确保加工含高硫原油装置的正常运转。 2　中东油的腐蚀特点 2.1　含硫原油的腐蚀源　　原油中的硫化物主要有硫醇(RSH)、硫醚(RSR)、硫化氢(H2S)、多硫化物(RM SN)等。这些硫化物中参与腐蚀反应的主要是H2S、S、RSH和易分解成H2 S的硫化物，一般称其为腐蚀源或活性硫。不同的原油所含硫化物的组成不同，即使总含量 接近，在加工过程中生成的活性硫化物量也可能出现较大的差别。如图1所示。以含硫相近 的阿拉伯原油(含硫1.7%)与伊朗原油(含硫1.4%)相比，在250～330℃馏分中的H2S含 量，阿拉伯原油高达180mg／L，而伊朗原油只有20mg／L，就是说该馏分所在常减压 分馏塔部位前其腐蚀基本没有，而炼阿拉伯原油时要比炼伊朗原油时产生H2S含量严重 得多．硫含量不同的原油，腐蚀部位也不一样。圣玛丽原油含硫量高达4.7%，但在300℃以 下几 乎全部分解成H2S。也就是说，只有在常压塔腐蚀严重。而苏门答腊原油的含硫量仅有 0.6%，但在300℃以上才分解出H2S。所以，在减压塔系统腐蚀比较严重。因此，应根 据进口原油的种类，以及腐蚀源不易确定等情况，合理地选择设备的材质和防腐措施。 图1　不同原油硫含量分布1-含硫1.7%阿拉伯原油　2.含硫4.7%圣玛丽原油3-含硫3.0%卡胡吉原油　4-含硫2.7%科威特原油5-含硫1.4%伊朗原油　6-含硫1.0%凯伦原油7-含硫0.6%苏门答腊原油 2.2　硫化物的一般腐蚀规律　　原油中的硫醚(RSR)和二硫化物(RSSR)热稳定性较差，当温度达到130～160℃就可以分解出H2S，正戊硫醇在400℃才有10%被分解。因此，硫化物的腐蚀与原油中的硫含量无 直接关系，只与操作温度有关。　　(1)当温度＜120℃时，硫化物未分解，在无水情况下对设备无腐蚀，含水时则形成H2S －H2O型腐蚀。　　(2)当温度在120～240℃时，硫化物的分解较少，对设备腐蚀较轻。　　(3)当温度在240～340℃时，硫化物分解加快，对设备腐蚀加重。　　(4)当温度在340～400℃时，H2S开始分解为H2和S，元素S与Fe反应生成Fe S，设备腐蚀会很快。　　(5)当温度在426～430℃时，高温硫对设备腐蚀速度最快。　　(6)当温度＞480℃时，H2S几乎完全分解，设备腐蚀率下降。　　(7)当温度＞500℃时，进入高温氧化腐蚀区，不属硫化物的腐蚀范围。　　总的来说，温度升高，腐蚀加快；硫化物浓度高，腐蚀加快；温度高，热分解快而多，活性 硫浓度增加，腐蚀加快。图2为各种钢在含硫原油中腐蚀率随温度的变化规律。图3为设备温 度，H2S量与腐蚀的关系。 图2　钢在含S 1.5%原油中的近似腐蚀率 图3　温度、H2S量与腐蚀的关系 3　硫化物的主要腐蚀类型及其防护 3.1　低温轻油部位的HCl－H2S－H2O腐蚀及防护　　原油开采出来时伴有水份，这些水份含有NaCl、CaCl2、MgCl2等盐类。在炼制中，MgCl2和CaCl2很容易受热水解生成腐蚀性很强的HCl；原油中 的硫化物则分解成H2S。水解生成的HCl和H2S随着轻组分及水分从塔顶逸出，在塔顶部和冷凝冷却系统中形成pH值很低的冷凝液，即形成了HCl－H2S－H2 O型腐蚀介质，使设备受到严重腐蚀。　　这种腐蚀常出现在常减压装置的初馏塔顶部和常压塔顶部的塔壁，塔盘以及相应的冷凝冷却 系统。例如广石化炼油(一)蒸馏常压塔塔顶部，工艺条件：t油气＝110℃，P＝ 0．05MPa，材质：20R衬18-8钢板，1989～19