柴油加氢装置的腐蚀与防护分析

摘要：腐蚀是化学工业安全的严重危害。它可以减少设备和管道的厚度，破裂，甚至穿孔。加氢精制装置属于炼油厂的二次加工装置，处于高温、高压、加氢状态。介质中含有H2S、NH3、HCl、HCN等成分，腐蚀情况复杂。设备分析主要腐蚀机理和腐蚀失效模式，解决腐蚀问题，从材料选择、定点厚度、工艺等方面提出下一个周期采取防腐措施。例如，建议建立腐蚀数据库，同时提供快速高效的共享平台，腐蚀监测数据包括所有腐蚀数据管理系统，实现腐蚀趋势分析，动态评估设备腐蚀，提高综合管理和腐蚀控制，进一步提高设备管理水平，保障设备安全运行。

关键词：柴油； 氢化; 腐蚀分析； 防腐措施

加氢精制是在氢气压力催化下，通过加氢精制，使石油烯烃饱和，脱除硫、氧、氮和有害成分，以及金属杂质。目前，加氢精制设备主要设备的腐蚀试验主要集中在加热炉管、反应排放系统和循环氢脱硫系统上。本文研究了主要设备和管道腐蚀的原因和类型，并提出了相应的防腐措施。

1.

腐蚀原因分析

设备腐蚀的类型主要由设备或管道材料、工作温度、工作压力、内部介质等因素决定。 通过对加氢精制装置过程腐蚀检测现场的分析，结合案例分析发现，加氢精制装置中存在的高温腐蚀类型主要有硫化氢腐蚀、高温氢损、湿式硫化氢腐蚀、 铵盐腐蚀和循环水腐蚀等。

1.1硫化氢腐蚀与高温氢损伤

在加氢精制装置中，高温硫化氢腐蚀和高温氢损主要发生在炉管和反应器、反应污水系统管道和高温换热器中。硫化氢对设备的腐蚀，除了直接与H2S和金属反应生成FeS外，更多的是高温下活性硫的腐蚀。当混合氢原料油在加热炉中

进一步加热到350℃以上时，硫化氢分解产生游离硫，游离硫比H2S强，对炉管、管道等腐蚀更强烈，会在设备表面产生硫化铁，导致设备变薄。

高温氢损伤包括表面脱碳和内部脱碳。表面脱碳是指设备或管道表面暴露于氢气高温时，碳含量降低，钢的强度和硬度相应降低。内部脱碳，高温高压下氢气渗入钢内部，不稳定的碳化物生成甲烷。钢中的夹杂物、晶界和空间，逐渐聚集在离散位置并形成甲烷。随着压力的增加，间隙扩大到裂纹，甚至起泡，使钢的延展性和韧性大大降低。通常管式加热炉加氢装置等高温部位也会产生环烷酸腐蚀、环烷酸反应与金属基体，不仅与金属表面的保护膜发生反应，还会引起高温硫化氢腐蚀和母材的高温，增加氢伤害。

1.2硫化氢腐蚀

硫化氢腐蚀是硫化氢与液态水共存引起的腐蚀。原油加氢反应产生H2S、HCl、NH3、H2O等腐蚀性介质。反应出水系统、分馏塔顶部及装置冷却系统、脱硫塔常见于湿法硫化氢腐蚀等领域。在潮湿的硫化氢环境中，H2S 可使水离子化和酸化。在酸性液体环境中，可利用电化学蚀刻产生吸附在钢表面的氢原子。 [H]代表氢在钢中的扩散。阳极产品可覆盖金属表面形成保护膜，但易将盐酸溶于水中形成酸损。达到一定厚度后，金属表面会析出一定的介质，导致金属基体继续腐蚀，发生不均匀变化。H+ 是由 H2S 电离产生的，H2S 被铁中的电子还原为氢。一般情况下，氢原子具有较大的亲和力，容易结合形成氢分子。然而，在潮湿的 h2s 环境中，硫化物的存在削弱了氢化物对分子氢形成的亲和力。氢原子可以穿透钢内部并溶解在晶格中，影响钢的流动性和断裂行为，以及氢的腐蚀和开裂。腐蚀开裂的形式包括氢鼓泡、硫化氢应力腐蚀开裂、氢开裂和应力取向氢开裂。

1.3铵盐腐蚀

铵盐腐蚀主要发生在热交换器和高压空气冷却器中。NH3和H2S的加氢反应在低速低温下将含氯水中的氢和氧重整。 它们会在管束内产生NH4HS和NH4Cl晶体沉积物，造成氧化层腐蚀，形成腐蚀坑；在酸性环境中，金属溶解产生大量阳离子，由于电泳引起Cl-的积累，H2S的反应得到改善，位点的pH值下降。同

时，金属表面的FeS保护膜会与NH4HS和HCl反应，使腐蚀恶化，产生更多的阳离子，并积累更多的HS-和Cl-，形成恶性循环，造成严重的局部腐蚀。

1.4连多硫酸应力腐蚀

这种腐蚀破坏会给设备造成严重的损坏，通常靠近焊缝或高应力区域开裂蔓延迅速，在数分钟或小时内就会穿透管线和部件的的壁厚，并且局部不易发现.连多硫酸结构式为H2SxO6的酸类，其中x通常范围为1~6，所生成的连多硫酸最大可能性是x=4，即H2SxO6。连多硫酸应力腐蚀开裂往往与奥氏体不锈钢的晶间腐蚀密切相关，这种腐蚀首先引起的是连多硫酸晶间腐蚀，接着引起连多硫酸应力腐蚀开裂。

1. 防腐措施

2.1确保选择合理

目前，装置的选型必须基本满足导轨的要求，为耐腐蚀和减少腐蚀泄漏奠定基础。大修期间修理和更换的所有设备和材料均应符合相关要求，不得使用错误材料。

2.2继续进行定点测量

在一定时间内，我们将继续对管道进行全面检查，找出腐蚀规律，找出薄弱环节。采取有效对策。请密切注意安全等级3的管道，以增加场地的厚度。

2.3循环水腐蚀原因及对策

腐蚀调查发现，冷交换设备引起的腐蚀较为严重和普遍，暴露的问题最为严重。据推测，腐蚀的主要原因是系统中的换热器泄漏，导致水质恶化，但泄漏是不可避免的。为防止循环水的腐蚀和膨胀，使效果达到预期目标，解决办法是进一步研究泄漏、快速换热器技术，确定泄漏位置，建立快速泄漏的方法和机理。加强水质监测，增加监测频次，掌握整个系统水质，确保循环水系统水质符合标准规范。调整缓蚀剂、阻垢剂和杀菌剂的用量，减少因渗漏引起的水质恶化。

2.4涂层防腐

在腐蚀调查中发现，一些冷交换设备必须做防腐图层，以减少循环水水质恶化引起的腐蚀和水垢。

2.5建立腐蚀数据库

依托腐蚀调查数据和试验数据，利用各种相关软件或系统监测数据采集、整理、分析，LIMS系统集成公司，利用公司的ems系统建立腐蚀数据管理数据库，提供高效共享的操作平台，腐蚀 监控数据的公司包括所有腐蚀数据管理系统，实现腐蚀趋势分析，动态评估设备腐蚀情况，为设备管理人员提供决策支持，提高公司综合管理和腐蚀控制，旨在提高设备安全生产的可靠性。

1. 结语

加氢精制设备的主要形式有高温氢腐蚀破坏和硫化氢腐蚀、低温湿硫化氢腐蚀、腐蚀引起的铵盐结晶和循环水腐蚀设备，会造成危害。为了消除安全隐患，需要做一些操作，比如检查脱水聚结器。高危设备随时可能发生严重腐蚀和泄漏。同时，应加强对工艺的腐蚀防护。腐蚀监测装置也应加强。设备关键部位增加腐蚀调查和挂片腐蚀过程监测，定期通过超声波测厚、涡流检测、导波技术监测设备腐蚀状态，分析腐蚀速率和腐蚀趋势，采取科学有效的防腐措施。此外，还要做好腐蚀监测工作。防腐石化行业还必须科学有效地处理大量监测数据。近年来，通过使用GIS获取技术参数，获取设备和管道检测记录、腐蚀监测数据、其他属性信息和空间信息集成等信息，及时发现和消除隐患，需要提供强有力的信息支持。为炼油企业降低风险，提高安全管理水平发挥积极作用。然而，腐蚀已经影响到石化装置的长期安全稳定运行。防腐问题正面临巨大挑战。如何应用材料科学、生物、化学、技术、设备、管理科学和信息技术在保护石化企业免受腐蚀中发挥重要作用，需要进一步研究。

参考文献

[1]孙英才.高寒地区重整加热炉炉壁腐蚀原因分析[J].石油化工腐蚀与防护，2003，20（3）：33-35.

[2]聂宏元．炼油厂循环水换热器结垢腐蚀现状及原因分析[j]．石油知识，2007，5；（24）

窗体顶端 窗体底端