炼厂设备的腐蚀及对策课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,炼厂设备的腐蚀及对策,*,炼厂设备的腐蚀及对策,2024/11/14,炼厂设备的腐蚀及对策,炼厂设备的腐蚀及对策2023/10/5炼厂设备的腐蚀及对策,1,一、炼油系统中存在的腐蚀介质及其来源,二、API571 中炼油厂固定设备腐蚀机理,三、炼油设备典型腐蚀类型及其防护措施,四、炼油厂设备防腐蚀策略,0912,炼厂设备的腐蚀及对策,一、炼油系统中存在的腐蚀介质及其来源0912炼厂设备的腐蚀及,2,一、炼油系统中的腐蚀介质及其来源,1.原油中存在的腐蚀介质,无机盐,NaCl、MgCl,2,、CaCl,2,等，盐类的含量一般为(5130)10,-6,，其中NaCl约占75%、MgCl,2,约占15%、CaCl,2,约占10%左右。,0912,炼厂设备的腐蚀及对策,一、炼油系统中的腐蚀介质及其来源1.原油中存在的腐蚀介质09,3,一、炼油系统中的腐蚀介质及其来源,1.原油中存在的腐蚀介质,硫化物,：,硫化氢，硫和硫醇；硫醚，多硫醚，噻吩，二硫化物等。硫化物对设备的腐蚀与温度t有关：,(1)t120硫化物未分解，在无水情况下，对设备无腐蚀；但当含水时，则形成炼厂各装置中轻油部位的各种H,2,S-H,2,0型腐蚀。,(2)120t240，原油中活性硫化物未分解故对设备无腐蚀；,(3)240t340，硫化物开始分解，生成H,2,S对设备腐蚀开始，并随着温度升高而腐蚀加重。,(4)340t400，H2S开始分解为H,2,和S，腐蚀反应式为：,H,2,S H,2,+S,Fe+S FeS,R-S-H(硫醇)+Fe FeS+不饱和烃,(5)420480，硫化物近于完全分解，腐蚀率下降；,(7)t500，不是硫化物腐蚀范围，为高温氧化腐蚀。,0912,炼厂设备的腐蚀及对策,一、炼油系统中的腐蚀介质及其来源1.原油中存在的腐蚀介质09,4,一、炼油系统中的腐蚀介质及其来源,1.原油中存在的腐蚀介质,环烷酸：,(RCOOH，R为环烷基)是石油中有机酸的总称。主要是指饱和环状结构的酸、芳香族酸和脂肪酸。其分子量在 180350之间。环烷酸常温下对金属没有腐蚀性，但高温下能与铁等生成环烷酸盐，引起剧烈的腐蚀。,氮化物：,主要为吡啶，吡咯及其衍生物。在高温及催化剂作用下可分解成可挥发的氨和氰化物(HCN)。分解生成的氨将在焦化及加氢等装置形成NH,4,C1，造成塔盘垢下腐蚀或冷换设备管束的堵塞。HCN的存在对催化装置低温H,2,S-H,2,O部位的腐蚀起到促进作用，造成设备的氢鼓泡、氢脆和硫化物应力开裂。,此外还含有部分,氧、有机氯化物、重金属等。,0912,炼厂设备的腐蚀及对策,一、炼油系统中的腐蚀介质及其来源1.原油中存在的腐蚀介质09,5,一、炼油系统中的腐蚀介质及其来源,2.运输和生产中加入的助剂：,氯化物、酸、碱、氢氰酸、糠醛、胺等；,3.炼制过程生成的腐蚀介质：,硫化氢、二氧化碳、氰化物、氢、盐酸、氨、氯化氨、有机酸、连多硫酸、二硫化物、酚等；,随着油田三次采油技术的应用还加入了大量的有腐蚀性的助剂,这些腐蚀介质在工艺环境下腐蚀金属材料归属不同的腐蚀机理。,0912,炼厂设备的腐蚀及对策,一、炼油系统中的腐蚀介质及其来源2.运输和生产中加入的助剂：,6,二、API571 炼油厂固定设备腐蚀机理,序号,腐蚀类型,序号,腐蚀类型,1,硫腐蚀,10,高温氢腐蚀,2,湿硫化氢腐蚀,11,氧化,3,蠕变/应力破断,12,热疲劳,4,高温H2/H2S腐蚀,13,酸性水腐蚀（酸性）,5,连多硫酸腐蚀,14,耐热衬里退化,6,环烷酸腐蚀,15,石墨化,7,二硫化氨腐蚀,16,回火脆化,8,氯化氨腐蚀,17,脱碳,9,盐酸腐蚀,18,苛性碱开裂,0912,炼厂设备的腐蚀及对策,二、API571 炼油厂固定设备腐蚀机理序号腐蚀类型序号腐蚀,7,序号,腐蚀类型,序号,腐蚀类型,19,苛性碱腐蚀,30,短时过热应力开裂,20,侵蚀/冲蚀,31,脆性断裂,21,碳酸盐应力腐蚀开裂,32,相/X相脆化,22,胺开裂,33,475脆化,23,氯应力腐蚀开裂,34,石墨化,24,渗碳,35,再热裂纹,25,氢脆,36,硫酸腐蚀,26,硝酸盐应力腐蚀,37,HF腐蚀,27,热冲击,38,烟气露点腐蚀,28,汽蚀,39,异金属焊缝裂纹,29,石墨腐蚀,40,氢致裂纹（HF）,二、API571 炼油厂固定设备腐蚀机理,0912,炼厂设备的腐蚀及对策,序号腐蚀类型序号腐蚀类型19苛性碱腐蚀 30短时过热应力,8,序号,腐蚀类型,序号,腐蚀类型,41,脱金属（脱锌/脱镍,53,电化学腐蚀,42,CO,2,腐蚀,54,机械疲劳,43,腐蚀疲劳,55,氮化,44,烟灰腐蚀,56,振动疲劳,45,胺腐蚀,57,钛氢化,46,保温层下腐蚀,58,土壤腐蚀,47,大气腐蚀,59,金属粉化,48,氨应力腐蚀开裂,60,应力老化,49,冷却水腐蚀,61,蒸汽阻滞,50,锅炉水/冷凝水腐蚀,62,磷酸腐蚀,51,微生物腐蚀,63,苯酚(石碳酸)腐蚀,52,液态金属脆化,二、API571 炼油厂固定设备腐蚀机理,0912,炼厂设备的腐蚀及对策,序号腐蚀类型序号腐蚀类型41脱金属（脱锌/脱镍 53电化学腐,9,三、炼油厂中典型的腐蚀类型,1.高温硫化物的腐蚀,能与钢起反应的叫活性硫，主要是以下五种。非活性硫主要是噻吩硫,大都存在于渣油馏分中。不同温度下各种硫化物的腐蚀性不同，二硫化物腐蚀最强。,260,0,C,316,0,C,371,0,C,427,0,C,482,0,C,硫醚,硫化氢,硫化氢,硫化氢,硫化氢,元素硫,元素硫,硫醇,硫醇,硫醇,硫化氢,硫醚,元素硫,元素硫,硫醚,硫醇,硫醇,硫醚,硫醚,元素硫,二硫,化物,二硫,化物,二硫,化物,二硫,化物,二硫,化物,0912,炼厂设备的腐蚀及对策,三、炼油厂中典型的腐蚀类型1.高温硫化物的腐蚀2600C31,10,1.1 硫分布,馏分,汽油,煤油,柴油,蜡油,渣油,硫含量%,0.8,5.2,6-15.5,13.5-44.5,43.6-76,汽油馏分-硫醇为主；,煤油和柴油馏分-硫醚为主，,峰值在120-250之间；,硫醇含量少,重质馏分油和渣油-噻吩及其衍生物，,元素硫、硫化氢和二硫化物在石油中的含量比较少，主要分布在250以下的馏分中；活性硫化物在350馏分中数量不多，腐蚀非常严重；,三、炼油厂中典型的腐蚀类型,0912,炼厂设备的腐蚀及对策,1.1 硫分布馏分汽油煤油柴油蜡油渣油硫含量%0.80.5mgKOH/g 采用不锈钢材料（316L 钼含量大于2.5%）,2.二次加工原料TAN1.5mgKOH/g采用不锈钢材料,3.硫大于1%可减缓环烷酸腐蚀；,4.加强腐蚀管理,工艺防腐,1.原油混炼,2.注碱中和,3.注缓蚀剂,0912,炼厂设备的腐蚀及对策,2.4 环烷酸腐蚀的防护措施根据环烷酸腐蚀机理和腐蚀特点，控,18,2.5 机会高酸油蒸馏装置腐蚀检测,镇海、茂名、广州、金陵四家企业07年材料升级改造后炼制机会原油，08年合肥通用院负责一年的在线监测，包括蒸馏、FCC和焦化装置；,材料升级的按 220-240采用Cr5Mo或220采用321，288采用316；个别老管线保留Cr5Mo；,高温部位注环烷酸高温缓蚀剂；,各厂含酸油调和进装置,茂名,广州,镇海,金陵,含酸平均,1.62,1.2,1.59,1.96,含酸最高,3.13,2.5,2.26,3.98,含硫平均,0.6,1,0.75,0.8,0912,炼厂设备的腐蚀及对策,2.5 机会高酸油蒸馏装置腐蚀检测镇海、茂名、广州、金陵四家,19,-(续),机会油对电脱盐影响不大，基本合格；,减压系统腐蚀率高于常压系统；,金陵与广石化腐蚀较轻，少数在0.1-0.2mm/y之间；茂名与镇海部分材料升级没到位的明显腐蚀；,转油线腐蚀率较高，常压转油线321材质的腐蚀速率在0.5 mm/y附近，316L材质的腐蚀速率在00.4 mm/y范围内不等。而减压转油线316L材质的腐蚀速率在0.20.5mm/y范围内。,二次加工装置,：FCC腐蚀轻，焦化装置材质多为Cr5Mo，部分原料线的腐蚀速率在0.20.6mm/y之间；,与API581预测腐蚀数据表现比：不锈钢腐蚀率实测数据高于查表，20#钢在240以上、Cr5Mo在260以上实测数据明显低于查表。,2.5 机会高酸油蒸馏装置腐蚀检测,0912,炼厂设备的腐蚀及对策,-(续)2.5 机会高酸油蒸馏装置腐蚀检测0912炼厂设备,20,含硫油和含酸油选材对比,选腐蚀率为0.25mm/a，对比不同的资料，选择材料耐硫,或硫环烷酸介质腐蚀的最高使用温度：,a)API581：,S1wt%，,高硫油,碳钢260,5Cr 316,9Cr 399,TAN0.5，,含酸油,碳钢（246-260）,5Cr（316399）,9Cr（371-399）,b)McConomy：,硫腐蚀选材曲线,硫wt,碳钢 ,5Cr ,2,271,327,1,290,354,0.6,321,413,0912,炼厂设备的腐蚀及对策,含硫油和含酸油选材对比选腐蚀率为0.25mm/a，对比不,21,c)壳牌公司,5Cr310（大连石化蒸馏装置沙轻S=1.8W%）,d)日本石油学会(混炼 S310（常压）,5Cr340（减压,）,e)NACE出版物,5Cr288,二次加工装置进料环烷酸大于,1.5-1.8 mgKOH/g选用316材料,f)我国选材导则（S1.0W%),5Cr240,(TAN0.5),18-8(220-288）,316288,含硫油和含酸油选材对比,0912,炼厂设备的腐蚀及对策,c)壳牌公司 5Cr310（大连石化蒸馏装置沙,22,分析对比：,选材曲线比较McConomy最保守，有文章说工程设计取其一半数据符合实际，,API581是在McConomy曲线基础上修正并考虑硫与环烷酸联合腐蚀，比较实用，作为腐蚀评估是可行的，但还是保守，特别是对环烷酸。,其他工程公司的经验值得考虑；,我国的选材导则与国外工程公司比较缺乏寿命考虑（没有材料腐蚀裕量）缺乏实际经验，属于保守行列。,意见：,API581可以作为选材的依据，同时要考虑油腐蚀的特殊性,含硫油和含酸油选材对比,0912,炼厂设备的腐蚀及对策,分析对比：含硫油和含酸油选材对比0912炼厂设备的腐蚀及,23,国内最新动态-,含硫原油选材导则：SH/T3096-2008,腐蚀裕量：,设备：腐蚀裕量6.0mm；,管道：碳素钢腐蚀裕量6.0mm、低合金钢和铬钼钢腐蚀裕量3.2mm或高合金钢或有色金属腐蚀裕量1.6mm；,加热炉炉管：碳素钢腐蚀裕量3.0mm、铬钼钢腐蚀裕量2.0mm或高合金钢腐蚀裕量1.0mm。,设计寿命：,设备的设计寿命应按SH/T 3074的规定，炉管的设计寿命应按SH/T3037的规定，管道元件的设计寿命应按1015年考虑。,设计含硫量,：,1.以装置正常操作条件下介质中的含硫量为依据，并应充分考虑操作条件下可能达到的最大含硫量的影响。,2.总硫含量大于或等于1.0wt，且酸值按照GB264-83方法测定小于0.5mgKOH/g的原油。,选材：,1.大于240管道 Cr5Mo钢,2.240-350设备 碳钢+06Cr13,3.大于350设备 碳钢+022Cr19Ni10或碳钢+06Cr18Ni11Ti,0912,炼厂设备的腐蚀及对策,国内最新动态-含硫原油选材导则：SH/T3096-2008,24,腐蚀裕量，设计寿命 （同上）,设计含酸量：,原油酸值大于等于0.5mgKOH/g,选材：,介质温度小于240，选用碳钢；,介质温度大于等于240小于288，介质为液相且流速小于3m/s时，选用1Cr5Mo、0Cr18Ni10Ti、0Cr19Ni10/00Cr19Ni10；流速高于3m/s时或介质为气液两相，选用0Cr18Ni10Ti、0Cr19Ni10/00Cr19Ni10；,介质的温度大于等于240且流速大于等于30m/s时，选用0Cr