石油炼化装置硫腐蚀原因及防治措施

石油炼化装置硫腐蚀原因及防治措施

段辉俊

克拉玛依先进能源创新有限公司 克拉玛依区  834000

摘要：近年来，石油炼化厂腐蚀泄漏事故频繁发生，造成装置停运、人员损伤等危害，对生产安全性、稳定性产生负面影响。因此，需采用科学合理的手段进行防治。由于石油炼化厂出现腐蚀泄漏事故的原因多为炼化装置遭受硫腐蚀，所以本文就其原因和防治措施进行深入研究，以期实现硫腐蚀的有效控制，降低腐蚀泄漏事故发生率，进而为石油炼化装置安全稳定的运行提供保障，并营造安全生产环境，确保工作人员的人身安全。

关键词：石油炼化装置；硫腐蚀；腐蚀泄漏

引言：硫以无机硫、有机硫的形式存在于原油中。由于原油在精炼过程中会发生热分解、加氢裂化反应，并产生活性硫，而活性硫可对石油炼化装置产生腐蚀，所以在原油加工中极易出现材料破损、腐蚀溢流等问题。由于防治硫腐蚀的前提是了解其原因，所以下列进行深入分析，以期为相关工作人员带来启发，采用科学合理的手段对硫腐蚀进行防治，在降低事故发生率的同时确保石油炼化装置可正常运行。

1.石油炼化装置硫腐蚀的原因

石油炼化装置硫腐蚀的原因有二，一为低温硫化氢腐蚀，二为高温硫化物腐蚀，下列进行了详细分析。

1.1低温硫化氢腐蚀

低温硫化氢腐蚀通常发生于复杂环境腐蚀中。复杂环境腐蚀是原油与各腐蚀介质中的硫化合物、硫化氢分解而成的。当硫化氢水溶液中的PH值在一定区间内时（4.5~7.0），便会腐蚀钛钢、低合金钢。

若设备为碳钢设备，且处于湿硫化氢环境下，其极易因均匀腐蚀、碳化氢应力腐蚀而形成裂缝腐蚀。且其主要影响因素有五，即硫化氢含量、温度、酸碱值、流速、氧含量，具体如下：

（1）当复杂环境中的硫化氢浓度较大时，设备便会产生腐蚀现象，且腐蚀程度与硫化氢浓度成正比。当其小于2%（wt）时，水溶液的腐蚀性较小。

（2）若设备处于低温运行状态下，温度便会对其腐蚀造成影响。具体表现为温度越高，腐蚀越严重。

（3）硫化氢的PH值小于4.5时，说明水溶液酸性较强，可对合金钢、碳钢造成严重腐蚀，且300系列、400系列的不锈钢的抗腐蚀性会失效。

（4）硫化氢溶液的流速与社会腐蚀的严重程度成正比。

（5）温度为66℃以下时，设备会析出结垢，且在结构处发生腐蚀。若存在空气、氧化剂，将会加剧腐蚀。

因溶液中的氨和硫化氢引起的腐蚀统称为氢硫化氨腐蚀，其具体表现为碳钢均匀变薄。一旦出现水溶液流速低、硫氢化氨浓度较高的情况，将会使空冷器、换热器结垢堵塞，且影响其功能发挥。同时，氢硫化氨会对黄铜管进行快速腐蚀，导致加氢设备、延迟焦化设备无法正常运行。

1.2高温硫化物腐蚀

高温硫化物腐蚀，简单来说就是在高于240°C的环境下因各类硫出现的腐蚀。其原理为：高温条件下，硫醇中的硫、活性硫、硫化氢引起的腐蚀。硫醇、硫化氢皆可与金属直接产生化学反应，所以其只要与设备相接触，接触部位便会发生腐蚀。活性硫含量可决定腐蚀速率。因为硫腐蚀多由高温条件下的活性硫、碳化物的热分解引起，且硫更容易发生化学反应，所以会对设备造成严重腐蚀。

硫化物、噻吩等属于惰性硫化物，其无法与金属直接发生反应。但在温度的不断提升下，惰性硫会随之而分解，若温度超过240°C ，其便会对设备造成严重腐蚀；当温度达到480°C时，可产生完全腐蚀；当温度超过480℃后，腐蚀便会减弱。这是因为金属表面形成了保护膜。不过，介质流速过高时，这层保护膜会遭到破坏，从而出现新的腐蚀，从而加快腐蚀速率。

2.石油炼化装置硫腐蚀的防治措施

2.1常减压装置硫腐蚀防治

设备运行时，常减压装置应处于稳定运行状态，并确保处理量处于设计条件内。一般情况下，装置内的原油的进油量应与设计值相符。若进油量超出设计值，就需采用如下措施进行防治：（1）计算露点温度，并使塔顶温度、回流温度分别处于28°C 、90℃以上。（2）调节废水PH值，使其在5.5~7.5之间。通常情况下，可将有机胺中和剂利用起来。（3）选择氨水时，应做好排水管PH值的控制工作，确保其处于7.0~9.0之间。如需同时使用有机胺和氨，需保证废水ph值为6.5~8.0。（4）注入防腐蚀剂时，需选择油气管道，并确保每个排放水的抽样量在20微克以下，抽样具有均匀性、持续性。（5）必要时，可选择自动注射装置时。在油气管道注入中和剂、防锈剂时，需重视注水过程，防治局部腐蚀。

2.2催化裂化装置硫腐蚀防治

催化裂化装置的操作应当具有稳定性，且其处理量应在设计范围内。若出现处理量超出设计范围的情况时，应采用适合手段使设备稳定运行，并对原料油量进行严格控制，以对处理量进行调节，使其处在设计范围内。原油属性应当与原设计原料属性保持一致性。若因特殊情况出现原油油量超过设计值的情况时，需对薄弱处的监控进行强化，并采用科学合理的防腐蚀措施。

一般来讲，所选用的防腐控制形式为：精馏塔顶部温度和再循环控制并及时核算露点温度。具体而言，将塔顶温度、塔顶回流温度分别控制在28℃、90℃以上，将每克塔顶部废水的腐蚀抑制剂控制在20μg，且注入时具有均匀性、连续性。同时，需对注水量进行有效管控，确保排出的水的PH值为8.5以下。

在富气压缩机中注入缓蚀剂时，应当确保每克富气体流量的进样量为20μg以下，且具有均匀性、连续性。在进行样本采取时，可将自动采样设备应用起来。通常情况下，该装置的出口管为注水位置，且需对注水总量进行严格控制。同时，需确保循环冷却水热交换器循环冷却水的流量在管侧控制为0.9米/秒以上，在壳侧位置为0.3m/s以上。如果与相关要求不符，需通过反洗、防腐蚀涂层等进行预防。

结语：综上所述，石油炼化装置硫腐蚀可引发腐蚀泄漏事故，并造成设备停运、人员损伤等危害。所以，需采用科学合理的手段进行防治。由于防治的前提是了解硫腐蚀的原因，所以，本文对其进行了深入研究，发现石油炼化装置产生硫腐蚀的原因有二，一为低温硫化氢腐蚀，二为高温硫化物腐蚀，同时，上述从常减压装置硫腐蚀防治、催化裂化装置硫腐蚀防治两个方面入手进行了硫腐蚀的防治研究，相关工作人员可将其利用起来。如此，便可实现硫腐蚀的有效控制，降低腐蚀泄漏事故发生率。不过，在时代的发展下，防治石油炼化装置硫腐蚀的方法会越来越多，技术也会越来越先进，但其会对相关工作人员提出较高要求，所以，相关工作人员须臾以及关注并不断地提高自身，以做到紧跟时代发展，有效防治硫腐蚀，从而确保石油炼化装置的正常运行。

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