HCL-H2S-H2O的腐蝕與防護(hù)
2021-05-21 03:59:54
hualin
01 腐蝕部位及形態(tài)
①主要腐蝕部位：
常壓塔頂部五層以上塔盤、塔體，部分揮發(fā)線及常壓塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)（此部位腐蝕最嚴(yán)重）；
減壓塔部分揮發(fā)線和冷凝冷卻系統(tǒng)。
一般氣相部位腐蝕較輕微，液相部位腐蝕嚴(yán)重。尤以氣液兩相轉(zhuǎn)變部位即“露點(diǎn)”部位最為嚴(yán)重。
②腐蝕形態(tài)：
腐蝕形態(tài)為碳鋼部件的全面腐蝕、均勻減薄；
Cr13鋼的點(diǎn)蝕以及1Cr18Ni9Ti不銹鋼的氯化物應(yīng)力腐蝕開裂。
煉制含鹽高硫的原油時(shí)，在未采用“一脫四注”工藝防腐蝕以前，常壓塔頂部碳鋼塔盤腐蝕速率為2~3mm/a。常壓塔頂管殼式冷卻器管束進(jìn)口部位腐蝕速率高達(dá)6.0~14.5mm/a。
采用“一脫四注”工藝防腐后，常壓塔碳鋼空冷器管束腐蝕速率為0.1~0.3mm/a。常壓塔頂用Crl3浮閥出現(xiàn)點(diǎn)蝕，某煉廠在常壓塔頂部塔體用塞焊內(nèi)襯1Cr18Ni9Ti鋼板，經(jīng)短期使用，襯里塞焊點(diǎn)附近出現(xiàn)氯化物應(yīng)力腐蝕開裂。某煉廠在此部位用1Cr18Ni9Ti浮閥，普遍出現(xiàn)斷腿和龜裂。某煉油廠使用1Cr18Ni9Ti空冷器，投用90天（此間Cl-最高達(dá)700mg/L），管子和管板脹接過(guò)渡區(qū)全部發(fā)生脆斷。
02 腐蝕反應(yīng)
此部位的HCl來(lái)源于原油中含有的氯鹽和水。
在原油加工時(shí)，當(dāng)加熱到120℃以上時(shí)，MgCl2和CaCl2即開始水解生成HCl。
在常減壓裝置中，NaCl在通常情況下是不水解的，但當(dāng)原油中含有環(huán)烷酸和某些金屬元素時(shí)（如鐵、鎳、釩等），NaCl在300℃以前就開始水解，生成氯化氫。有時(shí)原油析出的HCl量超過(guò)了全部無(wú)機(jī)氯鹽完全水解所析出的HCl量，這是原油生產(chǎn)中加入清蠟劑（四氯化碳有機(jī)氯化物），煉制時(shí)該有機(jī)氯化物發(fā)生水解的緣故。
HCl、H2S處于干態(tài)時(shí)，對(duì)金屬無(wú)腐蝕。
當(dāng)在塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)冷凝結(jié)露出現(xiàn)水滴時(shí)，HCl即溶于水中生成鹽酸。
鹽酸含量可達(dá)1％-2％，成為一個(gè)腐蝕性較強(qiáng)的“稀鹽酸腐蝕環(huán)境”。若有H2S存在，可對(duì)塔頂冷凝冷卻部位的腐蝕加速。
03 防護(hù)措施
低溫HCL-H2S-H2O環(huán)境防腐應(yīng)以工藝防腐為主，材料防腐為輔。
①“一脫四注”工藝防護(hù)：
“一脫四注”系指原油深度脫鹽，脫鹽后原油注堿、塔頂餾出線注氨（或注胺）、注緩蝕劑（也有在頂回線注緩蝕劑的）、注水。
“一脫四注”防腐蝕措施的原理是除去原油中的雜質(zhì)，中和已生成的酸性腐蝕介質(zhì)，改變腐蝕環(huán)境和在設(shè)備表面形成防護(hù)屏障。
經(jīng)“一脫四注”后，應(yīng)達(dá)到如下指標(biāo)：
A.原油經(jīng)電脫鹽后，原油含鹽量小于5mg/L（重油深度加工的煉油廠原油含鹽量小于2.5mg/L，且Na+＜1×10-6，Ca2+＜27×10-6）。
B.常壓塔頂冷凝水中鐵離子含量小于1×10-6，氯離子含量小于20×10-6，pH值為7.5~8.5。目前煉油廠多采取“一脫三注”防腐措施，即停止注堿。
②材料選用：在完善工藝防腐（即一脫四注）情況下，一般可采用碳鋼設(shè)備。當(dāng)煉制高硫原油時(shí)，可用20R+0Cr13復(fù)合板制常壓塔頂?shù)臍んw（頂部五層塔盤部位）。
也有煉油廠采用SAF2205+20g或SAF2205+16MnR的爆炸復(fù)合鋼板制造初餾塔和常壓塔的頂部殼體。