聯(lián)合站靜設(shè)備腐蝕原因及對(duì)策研究

摘要：

油氣田聯(lián)合站是油氣集輸過(guò)程中的核心環(huán)節(jié)，由于油氣中含有一定量的腐蝕介質(zhì)對(duì)聯(lián)合站靜設(shè)備運(yùn)行存在一定程度的腐蝕，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)久后會(huì)造成一定的安全隱患。本文針對(duì)聯(lián)合站靜設(shè)備常見(jiàn)腐蝕問(wèn)題開展了腐蝕機(jī)理的分析，總結(jié)并提出了防腐對(duì)策及措施，并展望了防腐技術(shù)未來(lái)發(fā)展療向。

引言

聯(lián)合站處理原油過(guò)程中，原油中的含硫化合物等對(duì)聯(lián)合站內(nèi)靜設(shè)備具有嚴(yán)重腐蝕性。文本論述了原油聯(lián)合站處理過(guò)程中的基本腐蝕系統(tǒng)：氯化物、硫化物、環(huán)烷酸腐蝕、和連多硫酸引起的應(yīng)力腐蝕開裂等產(chǎn)生的原因，并針對(duì)這類常見(jiàn)的聯(lián)合站內(nèi)腐蝕問(wèn)題提出了不同的防腐措施。著重介紹了在防腐方面的成功經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的防腐處理新技術(shù)以及未來(lái)防腐技術(shù)的發(fā)展方向。

1.聯(lián)合站基本腐蝕系統(tǒng)分析

1.1氯化物腐蝕

在原油在聯(lián)合站內(nèi)處理過(guò)程中，原油自身中所含的鹽類如NaCL、MgCL2、CaCJ2等受熱很容易水解生成腐蝕性很強(qiáng)的HCL，原油中的硫化物受熱也會(huì)分解稱H20、HCL和H2S，這些物質(zhì)在在原油處理過(guò)程中相對(duì)較輕的油氣組分和水相對(duì)較容易揮發(fā)而脫離，在聯(lián)合站內(nèi)儲(chǔ)罐、過(guò)濾器、塔器等部位會(huì)自然形成PH值偏酸性的腐蝕環(huán)境，即HCL-H2S-H20型腐蝕機(jī)理，這樣在兩種酸性腐蝕介質(zhì)的共同作用下，致使腐蝕的發(fā)生速率迅猛增速。其中鈉鹽常溫情況下一般原油處理過(guò)程中通常不會(huì)發(fā)生水解，若此時(shí)處理的原油中有其他有機(jī)酸和一些能充當(dāng)腐蝕催化角色的某些金屬同存在，當(dāng)溫度升高時(shí)就有可能電離平衡生成HCL。而實(shí)際是一般情況下原油聯(lián)合集輸過(guò)程中實(shí)際析出HCL量超過(guò)了電離平衡所產(chǎn)生的HCL的量，這種情況的發(fā)生是基于現(xiàn)在采油過(guò)程中為了提高采油收率添加的采油助劑導(dǎo)致的，特別是清蠟劑水解所致，清蠟劑中主要成分是含有20%左右的氯代烷烴，因此原油不同程度低混合油此類物質(zhì)，導(dǎo)致電離水解生成大量的HCL。

1.2硫化物腐蝕

原油中的硫有很多種存在形式在原油加工過(guò)程中，由于高溫、高壓和催化劑的作用，有些硫化物隨著溫度升高就開始分解，一些非活性硫不斷低轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚粤颉Ｔ椭械牧蚧锖颓杌?、氯化物、氮化物、二氧化碳、環(huán)烷酸、氧化物、水分等腐蝕性介質(zhì)集聚共同作用下，創(chuàng)造生成了多種硫基腐蝕機(jī)理的腐蝕性介質(zhì)，出現(xiàn)多種腐蝕的類型，同時(shí)在原油集輸過(guò)程的各個(gè)階段還有可能引入新的腐蝕性因素如HCL、NH3、HCN、O2等，致使硫腐蝕的過(guò)程變得非常復(fù)雜。

1.3環(huán)烷酸腐蝕

環(huán)烷酸是原油中有機(jī)酸的總稱，其中90%以上是環(huán)烷酸RCOOH，其余有脂肪酸、苯酚類和硫醇等有機(jī)酸性化合物。環(huán)烷酸除了與金屬直接作用產(chǎn)生腐蝕外，還可能與FeS反應(yīng)生成溶于油的環(huán)烷酸鐵，驚醒循環(huán)腐蝕。

1.4連多硫酸引起的應(yīng)力腐蝕開裂

在連續(xù)運(yùn)行的原油聯(lián)合站內(nèi)，站內(nèi)靜設(shè)備在運(yùn)行期間遭受硫的腐蝕，在設(shè)備表面生成硫化物，設(shè)備在運(yùn)行期間也會(huì)有氧和水進(jìn)入，與這些硫化物反應(yīng)生成連多硫酸H2SX06，在連多硫酸和設(shè)備自身存在的拉應(yīng)力的共同作用下，就有可能發(fā)生連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂。

2.腐蝕防護(hù)對(duì)策

2.1防腐材料防腐措施

根據(jù)原油中含有的不同性質(zhì)腐蝕物含量及腐蝕能力不同，考慮在關(guān)鍵設(shè)備材料選擇上盡可能選擇耐腐蝕性強(qiáng)的材料。歐美等國(guó)家在重腐蝕設(shè)備上采用了復(fù)合層筒體或器壁設(shè)計(jì)，接觸介質(zhì)腐蝕一側(cè)選用耐腐蝕性的材質(zhì)進(jìn)行防腐隔離，滿足了因腐蝕引起的一系列影響生產(chǎn)運(yùn)行的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)大多采用工藝防腐為主，材質(zhì)防腐為輔的防腐原則。己開發(fā)了一系列的防腐涂料，在換熱器、儲(chǔ)罐內(nèi)壁、工藝管線等設(shè)備上使用效果良好。

2.2工藝技術(shù)防腐措施

工藝技術(shù)防腐一般采用了水洗，將氰化物脫除：也可注入多硫化物緩蝕劑，將氰化物消除。對(duì)于運(yùn)行中的聯(lián)合站可以采用注緩蝕劑實(shí)現(xiàn)防腐。針對(duì)高酸性腐蝕可以考慮注堿中和進(jìn)行防腐。其次控制工藝操作，在可能的情況下盡量控制流速和流態(tài)，如擴(kuò)大管徑、合理設(shè)計(jì)等。

3.防腐技術(shù)進(jìn)展

3.1材料表面進(jìn)行改性

對(duì)石油化工靜設(shè)備接觸腐蝕物料一側(cè)材料表面進(jìn)行改性和防護(hù)是當(dāng)前相對(duì)較追求的一種技術(shù)手段。目前國(guó)內(nèi)外很多研究機(jī)構(gòu)都從事這方面的研究，就近幾年應(yīng)用成果來(lái)說(shuō)：較為突出的防腐技術(shù)方面表現(xiàn)在一下幾方面：（1）對(duì)碳鋼材質(zhì)，不銹鋼材質(zhì)的石油化工設(shè)備表面應(yīng)用了轉(zhuǎn)化膜新技術(shù)，可以大大提高抗腐蝕性，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。（2）普通碳鋼材質(zhì)的靜設(shè)備在控制腐蝕表面時(shí)采用了滲鋁技術(shù)，如電解式滲鋁、埋覆式滲鋁、熱浸式滲鋁等技術(shù)。（3）新型涂層技術(shù)、對(duì)石油化工靜設(shè)備進(jìn)行整體涂覆技術(shù)、大型儲(chǔ)罐的防腐和抗靜電涂層技術(shù)以及雙層環(huán)氧管線等防護(hù)技術(shù)。

3.2研制新型緩蝕劑

隨著近幾年緩蝕劑技術(shù)的發(fā)展，特別是具有緩蝕和阻垢的復(fù)配綠色緩蝕劑方向，主要向著無(wú)毒無(wú)害、高效復(fù)合以及環(huán)境友好的方向發(fā)展。特別是有機(jī)緩蝕劑的研究是一個(gè)熱點(diǎn)，有機(jī)物分子在溶液或氣相中自發(fā)的吸附在固體金屬表面上所形成的緊密排列的二維有序單分子層，其厚度約零點(diǎn)幾到幾個(gè)納米，這樣致使被保護(hù)的金屬表面性質(zhì)發(fā)生很大的差異性變化，從而使環(huán)視效率大大提高，特拓寬了緩蝕劑的應(yīng)用范圍。同時(shí)，由于成膜分子在空間有序排列，這就為在二維乃至三維領(lǐng)域內(nèi)研究其物理性質(zhì)提供了節(jié)能，為進(jìn)一步探索緩蝕劑的作用機(jī)理，合成新的高效緩蝕劑提供了途徑。

4.總結(jié)

對(duì)聯(lián)合站靜設(shè)備腐蝕情況的分析不難看出，油氣集輸過(guò)程引起聯(lián)合站內(nèi)靜設(shè)備腐蝕的物質(zhì)需要引起特別注意，本文對(duì)于聯(lián)合站靜設(shè)備的腐蝕機(jī)理、腐蝕過(guò)程、防護(hù)策略進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述，提出了相應(yīng)的保護(hù)措施，目的就是要達(dá)到長(zhǎng)期有效的防腐作用，最大限度降低應(yīng)腐蝕帶來(lái)的成本損耗，確保油氣集輸過(guò)程中的正常生產(chǎn)運(yùn)行，提高安全確保效益。