煉油廠關(guān)鍵部位防腐材料思考及解決方案
作為石油消耗國(guó),中國(guó)石油的來源組成之一是來自中東地區(qū)的進(jìn)口,另外一方面來源于本地油田的開采。由于,近年來中國(guó)本地一些老油田開采處于中后期階段,原油質(zhì)量逐漸下降,出現(xiàn)含硫更高,餾分更重、總酸值高的現(xiàn)象。而另一方面,中國(guó)大量進(jìn)口的是低質(zhì)高含硫石油。因此,隨著原油產(chǎn)出量增加對(duì)于煉油裝備而言意味著面臨更為嚴(yán)峻的腐蝕挑戰(zhàn)。
腐蝕是全世界面臨的一個(gè)難題,每年因腐蝕帶來的損失約占各國(guó)GDP的1-5%。2001年的統(tǒng)計(jì)資料顯示,中國(guó)腐蝕年損失約為5000億元人民幣,2011年,更是高達(dá)1.7萬億。而石油化工行業(yè)腐蝕損失約占其總產(chǎn)值的6%,高于其它行業(yè)1倍。全球每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料,相當(dāng)于金屬年產(chǎn)量的20-40%,其中10%則因腐蝕散失掉,無法回收。
研究發(fā)現(xiàn),引起煉油裝備腐蝕的主要介質(zhì)來源有:
l 原油中存在的腐蝕介質(zhì)
l 運(yùn)輸和生產(chǎn)中加入的助劑
l 煉制過程生成的腐蝕介質(zhì)
l 因油田三次采油技術(shù)的應(yīng)用而加入的大量腐蝕性助劑。
這些介質(zhì)的存在和相互作用,加劇了煉油設(shè)備所處環(huán)境的復(fù)雜性。
一:煉油廠面臨的主要腐蝕威脅
環(huán)烷酸、硫化物、氯化物、氮化物、鹽酸、連多硫酸及氧、重金屬等,是煉油廠主要腐蝕介質(zhì)。它們?cè)诼饵c(diǎn)溫度下、高溫、水或催化作用下發(fā)生反應(yīng),對(duì)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。一般而言,鹽酸的形成,會(huì)產(chǎn)生露點(diǎn)腐蝕,氯化物則產(chǎn)生點(diǎn)蝕,氯化銨造成垢下腐蝕。鹽酸和硫化氫的相互促進(jìn)又造成了設(shè)備的腐蝕,對(duì)原油的蒸餾、加氫處理及催化重整等裝置產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。
大多數(shù)原油的環(huán)烷酸含量超過90%。環(huán)烷酸在220°C(428°F)不腐蝕,270-280°C(518-536°F)時(shí)腐蝕性最大,超過280°C(536°F),腐蝕性下降,350°C(662°F)腐蝕速率再度迅速上升,400°C(752°F)以上不出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。而且,環(huán)烷酸在高溫?zé)o水環(huán)境中,腐蝕最激烈。而在硫化物中,二氧化硫的腐蝕性最強(qiáng),并且隨溫度的變化腐蝕性有所不同。當(dāng)溫度低于120°C(248°F)時(shí),硫化物未分解,但如果在露點(diǎn)溫度下或含水時(shí),則形成H2S-H20型腐蝕,溫度介于240~340°C(464-644°F)時(shí),生成H2S,開始腐蝕設(shè)備,并隨溫度升高而加劇,當(dāng)溫度位于420~430°C(788-806°F)時(shí),腐蝕達(dá)到高峰。