石油化工设备腐蚀与防护PPT课件

.1、石化设备的腐蚀与防护，武汉分公司移动办公2013-08，腐蚀的基本介绍炼油装置基本腐蚀类型设备的防腐蚀策略应遵循的主要原则。3、腐蚀的定义，国际标准化组织标准定义：金属与环境之间的物理化学相互作用引起金属性能的变化，导致金属、环境或其所构建的某些技术系统功能的破坏。嘿。4，腐蚀分类，1。腐蚀反应机理的分类：化学腐蚀和电化学腐蚀；2.腐蚀环境科：大气腐蚀、水腐蚀、土壤腐蚀和化学介质腐蚀；3.腐蚀的地形划分：均匀腐蚀和局部腐蚀。各种形式的局部腐蚀电偶腐蚀(双金属腐蚀)点腐蚀(点蚀)晶间腐蚀缝隙腐蚀选择性腐蚀磨损腐蚀应力腐蚀疲劳氢损伤(氢脆、氢鼓泡、氢腐蚀)。5。电化学腐蚀，电化学腐蚀是指金属表面与离子导电介质(电解质溶液)之间的电化学相互作用所造成的损伤。根据电化学机理的任何一种腐蚀反应包括至少一个阳极反应和一个阴极反应，并通过金属内部的电子流和介质中的离子流形成封闭的原电池。一次电池的负电势部分(阳极)被腐蚀，而正电势部分(阴极)被保护，因此上述一次电池也称为腐蚀性一次电池。金属的电化学腐蚀是原电池腐蚀的结果。一般来说，腐蚀性原电池可分为微电池和大电池。微电池是由许多不同金属表面的微小电极组成的腐蚀电池。其主要原因是：(1)金属化学成分不均匀；(2)金属金相组织的不均匀性；(3)金属表面膜的缺陷；(4)土壤微观结构的差异。7、减薄机理、损伤机理和位置，8、9、应力腐蚀开裂，10、金相组织变化和环境失效，11、机械失效，12、炼油装置正面临着原料恶化的严重趋势：随着石油资源的深度开采和高硫、高酸原油的不断进口，原油恶化的趋势越来越明显。一方面，随着国内原油资源的深度开采，原油的密度和酸值不断增加，三次采油过程中加入了许多添加剂，加剧了炼油装置的腐蚀。另一方面，随着世界原油供应市场的变化，加工含硫量和含酸量高的劣质原油可以获得更好的经济效益。因此，中国石化进口劣质原油的数量逐年增加。这两个方面导致一些设备腐蚀严重，长期安全生产压力很大。有些装置的原始设计不能满足劣质原料的要求。一些关键装置的材料升级不彻底：一些装置进行了设备适应性改造，但由于技术和成本的限制，设备和管道的材料升级不彻底，仍存在薄弱环节，加工劣质原油的适应性差。机组长期安全运行的要求。13，2。炼油装置的典型腐蚀类型。14岁。原油中的腐蚀介质及其对装置的腐蚀性。原油中的腐蚀介质除了碳和氢元素外，原油还含有硫、氮、氧、氯、重金属和杂质。正是原油中的非烃元素在石油加工过程中，在高温、高压和催化剂的作用下，转化为各种腐蚀介质，与石油加工过程中添加的化学物质一起，形成复杂多变的腐蚀环境。原油中硫化氢含硫化合物的腐蚀包括活性硫和非活性硫。在原油加工过程中，非活性硫可以转化为活性硫。炼油装置中的硫腐蚀渗透到一级和二级加工装置中，对装置造成严重腐蚀。腐蚀类型包括低温湿硫化氢腐蚀、高温硫腐蚀、多硫酸腐蚀、烟气硫酸露点腐蚀等。腐蚀性氮化物腐蚀：原油中的含氮化合物在二次加工装置中经过高温、高压和催化剂的作用后，可以转化为氨和氰。氨盐晶体在催化裂化、焦化和加氢裂化的流出物系统中形成，其可严重堵塞设备和管道并导致规模下的腐蚀。氰化物也会引起催化裂化的吸收和稳定，解吸塔顶及其冷凝冷却系统的均匀腐蚀，氢气鼓泡和应力腐蚀开裂。无机盐的腐蚀：原油中的无机氯和有机氯经过水解或分解，在一、二级加工装置的低温部位形成盐酸复合腐蚀环境，造成低温部位的严重腐蚀。腐蚀类型包括不锈钢材料的均匀腐蚀和氯化物应力腐蚀开裂。原油中的重金属化合物在原油加工过程中残留在重油组分中，进入二次加工装置，造成催化剂失效，严重影响装置的正常运行。原油中的重金属钒在原油加工过程中会在加热炉炉管外壁形成低熔点化合物，导致合金成分的灰腐蚀。当原料或原料油的含硫量大于0.5%，酸值大于0.5mgKOH/g，氮含量大于0.1%时，加工过程中设备和工艺管道会发生严重腐蚀。高温硫腐蚀，高温硫化物腐蚀环境是指240以上重油中硫、硫化氢和硫醇形成的腐蚀环境。典型的高温硫化物腐蚀环境存在于常减压蒸馏塔、常压重油和减压渣油换热器等的下部和底部管道中。流化催化裂化装置主分馏塔下部、延迟焦化装置主分馏塔下部及其管线等。在这些高温硫化物的腐蚀环境中。在加氢裂化、加氢精制等临氢装置中，氢的存在加速了H2S腐蚀，在240以上形成了高温H2S H2腐蚀环境。典型的例子是加氢裂化装置的反应器、加氢脱硫装置的反应器、催化重整装置的原料精制部分的石脑油加氢精制反应器等。17、高温硫腐蚀机理，在高温条件下，活性硫直接与金属反应，它出现在与物流接触的各个部位，表现出均匀腐蚀，其中硫化氢具有很强的腐蚀性。化学反应如下：H2S fefefefefefefefefsh fefefefefes不饱和烃在高温下的腐蚀速率取决于原油中活性硫的含量，但也与总硫含量有关。高温硫的影响当温度升高时，它将促进活性硫化物与金属之间的化学反应以及非活性硫的分解。当温度低于120时，无活性的硫化物不会分解，无水时也不会腐蚀设备。但是，当含有水时，炼油厂各装置的低温轻油部分会发生腐蚀，特别是在相变部分(或露点部分)，造成严重腐蚀。当温度在120-240之间时，原油中的活性硫化物不会分解。当温度在240-340之间时，硫化物开始分解并产生硫化氢，硫化氢也开始腐蚀设备，并且腐蚀随着温度的升高而增加。当温度在340-400之间时，硫化氢开始分解成H2和硫，硫与铁反应形成硫化亚铁保护膜，起到防止进一步腐蚀的作用。然而，在酸(如环烷酸)的存在下，硫化亚铁保护膜被破坏，进一步引起腐蚀。当温度为426-430时，高温硫腐蚀最为严重。当温度高于480时，硫化氢几乎完全分解，腐蚀性开始下降。高温硫腐蚀以非常快的速度开始，经过一段时间后，腐蚀速度将保持不变，这是由于硫化铁保护膜的形成。介质的速度越高，保护膜就越容易脱落，腐蚀就会再次开始。环烷酸的影响换句话说，环烷酸破坏硫化氢的腐蚀产物，产生油溶性环烷酸铁和硫化氢，从而继续腐蚀。如果硫含量高于临界值，硫化氢在金属表面形成稳定的硫化亚铁保护膜，减缓环烷酸的腐蚀。这就是我们通常所说的，低硫和高酸比高硫和高酸更具腐蚀性。高温硫腐蚀主要采用材料防腐，炼油装置塔体高温部分可采用碳钢0Cr13或0Cr13Al等铁素体不锈钢复合板。0Cr13具有良好的耐蚀性，其膨胀系数与碳钢相近。制造复合板很容易。对于塔内构件，0Cr13、碳钢渗铝等。可以选择，换热器的管束可以是碳钢渗铝和0Cr18Ni9Ti。塔体材料也可以是碳钢0Cr18Ni10Ti复合板。其抗硫腐蚀和抗环烷酸腐蚀性能优于0Cr13或0Cr13Al，加工性能良好。Cr5Mo防腐适用于管道。321可用于严重硫腐蚀的零件，316L可用于严重冲刷腐蚀的零件，如输油管道弯头。嘿。21、E201催化分馏塔管束变形照片，22、催化分馏塔进料段塔壁腐蚀减薄照片。23、焦化加热炉辐射室弯头局部腐蚀穿孔，某炼油厂加工高硫高酸原油，2005年4月发现焦化加热炉辐射室弯头局部腐蚀穿孔，炉管材质为Cr5Mo，介质为减压渣油。腐蚀原因分析是高温硫腐蚀侵蚀。原料中的高温和高硫含量造成高温硫腐蚀，处理能力逐年提高，导致管道内流体线速度增加，腐蚀严重。焦化加热炉辐射室弯头腐蚀形貌的措施：(1)弯头补板。(2)修理和更换弯头。(3)加强管道超声波测厚。硫磺回收反应器燃烧器腐蚀图某炼油厂硫磺回收反应器燃烧器，中间气体燃烧器的腐蚀产物堵塞了最小残余厚度为12毫米(原设计为31.5毫米)的孔，外壁沉积了厚度约为5毫米的黑色氧化皮层，气体燃烧器的孔被具有一定金属光泽的黑色熔体堵塞，酸性气体燃烧器叶片最薄处只剩下1.8毫米。腐蚀模式是典型的高温硫腐蚀。反应炉燃烧器的腐蚀形态为，25，2，低温硫腐蚀，原油中存在的硫和低分子活性硫如H2S在不同条件下逐渐分解产生的有机硫化物，以及腐蚀性介质(如盐酸、NH3、CO2等)。)和人工添加的腐蚀性介质(如乙醇胺、糠醛、水等)时产生。)形成腐蚀环境，导致装置的低温部件(尤其是气液相变部件)严重腐蚀。典型的腐蚀环境是位于常压和真空蒸馏装置顶部的盐酸H2S H2O和H2O。催化裂化装置分馏塔顶HCN H2S H2O腐蚀环境：加氢裂化和加氢精制装置流出物空冷器的H2S NH3 H2O H2O腐蚀环境：RNH2(乙醇胺)CO2 H2S H2O干气脱硫装置再生塔和气体吸收塔等腐蚀环境。嘿。26、盐酸-H2S-H2O腐蚀与防护、盐酸-H2S-H2O腐蚀的部位和形式主要存在于常减压蒸馏装置塔顶及其冷凝冷却系统，温度低于120时，常压塔、初馏塔、减压塔顶塔体、塔盘或填料、塔顶冷凝冷却系统。一般来说，气相腐蚀较轻，液相腐蚀较重，气液相变露点最严重。防护措施和选材腐蚀影响因素碳钢表现出均匀腐蚀，0Cr13表现出点蚀，奥氏体不锈钢表现出氯化物应力腐蚀开裂，双相不锈钢和钛材料具有优异的耐腐蚀性但价格昂贵。在加强“一个r”防腐的基础上盐酸腐蚀的严重程度随着盐酸浓度和温度的增加而增加。工艺装置中盐酸的腐蚀破坏通常伴随着露点腐蚀。当含有水蒸汽和氯化氢的油气在塔顶和塔顶冷凝冷却系统中冷凝时，初始冷凝液相水中的腐蚀介质被浓缩，导致酸度增大(低酸碱度)，加速腐蚀速率。为防止盐酸的腐蚀破坏，应以工艺防腐为主，材料防腐为辅，并加强腐蚀检测。双相不锈钢、镍基合金和钛具有良好的抗盐酸全面(局部)腐蚀和应力腐蚀开裂性能。当硫化氢、氯化氢和水共存时(即H2S盐酸H2O腐蚀环境)，除了盐酸腐蚀损伤外，碳钢或低合金钢还可能发生湿硫化氢应力腐蚀开裂、氢致开裂和应力氢致开裂。当介质中氯化氢含量高，硫化氢含量低时，盐酸的腐蚀损伤是主要的。当介质中硫化氢含量高，氯化氢含量低时，腐蚀机理与湿硫化氢腐蚀环境基本相同，29，2 #常压E-1001A出口露点腐蚀照片，30、大气顶空冷器腐蚀泄漏，31、盐酸-H2S-H2O-腐蚀情况下，腐蚀主要发生在常压塔和真空塔的碳钢内部构件中，腐蚀形式为高温段(300)均匀减薄、低温段(120)减薄和点蚀。2000年底对蒸馏装置的检修检查发现，常减压蒸馏塔的碳钢内件腐蚀严重。常压塔的7-26层和43-48层塔盘的分支梁减薄了近一半，其中一些塔盘被液体塔盘穿孔。主要原因是碳钢被高温硫和低温H2O盐酸H2S腐蚀。嘿。32，氯化氢-H2S-H2O-腐蚀案例，常压塔顶部油气抽取管的焊接裂纹。常压塔上部5层塔盘和汽提阀严重开裂，部分汽提阀丢失。主要原因是低温H2O盐酸H2S腐蚀。嘿。33、盐酸-H2S-H2O-腐蚀案例：常压塔顶部的塔盘材料为1Cr18Ni9Ti。经过一年多的使用，阀孔直径从39mm增加到41mm 42mm，1Cr18Ni9Ti浮阀重量从32g减少到20.124.5g，表面布满凹坑，浮阀腿二次弯曲处发生应力腐蚀断裂。断裂是由氯化物应力腐蚀开裂引起的穿晶裂纹。嘿。34、盐酸-H2S-H2O-腐蚀情况下，10管18-8管束的常顶冷却器在2000年出现脆性，属于氯脆性。嘿。35、塔顶氯化氢H2S H2O腐蚀穿孔，在“三顶”氯化氢H2S H2O腐蚀环境中设备材料主要是碳钢，这主要是考虑氯化氢H2S H2O腐蚀环境中氯-易引起应力腐蚀开裂的奥氏体不锈钢。双相不锈钢和钛广泛用于当前的新设备设计。中国的一家炼油厂加工低硫低酸原油。1000Mt/a常减压蒸馏装置投运15天后，常顶板式钛干空气冷却器碳钢回弯头发生腐蚀穿孔，并采用涂层处理。空气冷却器、和36碳钢回弯头的腐蚀形貌。分析原因主要包括以下几个方面：(1)电脱盐操作异常导致塔顶盐酸H2S H2O腐蚀环境中盐酸含量增加并冷凝生成盐酸。(2)注入塔顶的水量太小，导致初凝区漂移到回弯头附近，造成回弯头露点腐蚀。(3)钛材料与碳