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高温含硫含酸原油对钢材的腐蚀(速率)

2016-01-29 13:53:24 大连天凡防腐技术有限公司 阅读

近年来,为降低石油采购成本,国内有些加工含硫原油的炼油厂试图加工含酸原油。这样会给原有的设备带来新的腐蚀问题。

  含硫原油对设备的腐蚀多发生在204℃以上,多为均匀腐蚀。随着温度的升高,腐蚀会越来越严重。各种材料在不同温度和不同硫含量下的腐蚀可从McConomy曲线中查到,可以方便地知道各种材料的抗硫腐蚀能力。

  含酸原油对设备的腐蚀则多发生在232℃至400℃之间,酸腐蚀只发生在与液相接触的钢材表面,酸值(KOH)不大于0.5mg/g时多为均匀腐蚀,而酸值大于0.5mg/g时则多为局部腐蚀。随着温度的升高,腐蚀会越来越严重。但在400℃以上,由于酸的分解,就不会对钢材有腐蚀了。所以,含酸原油对设备的腐蚀一般都发生在常减压蒸馏装置,而不会对后面的装置造成很大的影响。

  API581着重于炼油厂的风险评估,它给出了具有可操作性的评估程序,如:腐蚀探针测点的数量、数据采集和腐蚀速率的确定方法等。其附录G则给出了当无法得到现场测定数据时,各种炼油厂常见腐蚀情况的预计腐蚀速率。(该附录对炼油厂的选材具有一定的指导意义)。

   API581在2000年给出了同时含硫并含酸原油对各种钢材的腐蚀速率。

 

  表1~表7为各种材料在同时含硫和含酸时原料油中的腐蚀速率。

   腐蚀速率1mpy=0.254mm/a(或y).

   预知7%Cr钢、1.25Cr钢和2.25Cr钢的预计腐蚀速率,请查API581。

 

碳钢的估计腐蚀率(mpy)

含量

(wt.%)

TAN

(mg/g)

温度(OF)

<450

451-500

501-550

551-600

601-650

651-700

701-750

751-800

≤0.2

≤0.3

1

3

7

15

20

35

50

60

0.31-1.0

5

15

25

35

45

55

65

75

1.1-2.0

20

25

35

65

120

150

180

200

2.1-4.0

30

60

60

120

150

160

240

240

>4.0

40

80

100

160

180

200

280

300

0.21—0.6

 

≤0.5

1

4

10

20

30

50

70

80

0.51-1.0

5

10

15

25

40

60

80

90

1.1-2.0

8

15

25

35

50

75

90

110

2.1-4.0

10

20

35

50

70

100

120

130

>4.0

20

30

50

70

90

120

140

160

0.61—1.0

 

≤0.5

1

5

10

25

40

60

90

100

0.51-1.0

5

10

15

30

50

80

110

130

1.1-2.0

10

185

30

50

80

100

130

150

2.1-4.0

15

30

50

80

100

120

140

170

>4.0

25

40

60

100

120

150

180

200

1.1—2.0

≤0.5

2

5

15

30

50

80

110

130

0.51-1.0

7

10

20

35

55

100

130

50

1.1-2.0

15

20

35

55

100

120

140

170

2.1-4.0

20

30

55

85

110

150

170

200

>4.0

30

45

75

120

140

180

200

260

2.1—3.0

≤0.5

2

7

20

35

55

95

130

150

0.51-1.0

7

10

30

45

60

120

140

170

1.1-2.0

15

20

40

60

75

140

170

200

2.1-4.0

20

35

60

90

120




>4.0

35

50

80

120

150

200

260

280

>3.0

≤0.5

2

8

20

40

60

100

140

160

0.51-1.0

8

15

25

45

65

120

150

170

1.1-2.0

20

25

35

65

120

150

180

200

2.1-4.0

30

60

60

120

150

160

240

240

>4.0

40

80

100

160

180

200

280

300


此处数值可能是印刷错误

185


  

 对比上述表中的数值,可以得到以下结论:

(1)             在只有硫腐蚀的环境中,一般抗腐蚀能力随钢材Cr量增加而增加。硫含量特别高和温度也很高时,采用12%Cr(如:410,405,304等)的不锈钢就足够了;

(2)             含同样酸值的原油,腐蚀速率与含硫量(质量分数)分数成反比。也就是说酸值一定时,含硫量越少,腐蚀速率就越高,这是因为硫含量少,在钢材表面腐蚀形成的硫化物保护膜就少,暴露在酸性介质中的钢材就越容易受到酸的腐蚀;

(3)             为了抵抗酸值较高油的腐蚀,选用316或317型不锈钢最为有效,而含金属元素Mo量小于2.5%的316型不锈钢的腐蚀速率比含金属元素Mo量大于2.5%的316型不锈钢或317型不锈钢大1倍左右;

 (4)同时有硫和酸存在时,要根据酸值和硫含量查腐蚀速率,按使用寿命计算出腐蚀余量。当酸值较高和腐蚀速率太大时,含12%Cr的普通不锈钢很可能就不够了,而应选择Mo含量大于等于2.5%的316型或317型不锈钢;

 (5)影响腐蚀速率的另一个因素是介质的流速,特别是酸腐蚀而言。在气液混合相中,若流速特别高,这种影响则特别突出。当介质流速大于30.5m/s(100英尺/秒)时,各表中的腐蚀速率应放大5倍。