煉油設備的濕硫化氫腐蝕與防治

韓春　衣奕

摘要：煉油廠的設備時常發生因濕硫化氫腐蝕而造成的事故或設備損壞等問題，這要求我們必須采取相應的預防措施，防止這類事故的發生。文章主要論述了煉油設備在濕硫化氫環境下是如何被腐蝕的，經過一個什么樣的過程，煉油設備被濕硫化氫所腐蝕、損壞，并提出了幾點預防此類腐蝕和損失的建議和方法。

關鍵詞：濕硫化氫；預防腐蝕；煉油設備

中圖分類號：TE986 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）12-0046-02

近年來，石油公司大幅度的增加了對含硫或者高含硫原油的加工數量，因而煉油設備也出現比較嚴重的腐蝕現象。而在各個種類的腐蝕中，最為嚴重或者說對設備傷害最大的是高溫硫腐蝕以及濕硫化氫造成的設備損壞。對于高溫硫腐蝕只要更換采用適當的耐高溫硫腐蝕的設備材料即可大大的緩解此類腐蝕，但是對濕硫化氫所造成的腐蝕進行防治就會有較大的困難。含硫原油對設備進行腐蝕從而產生硫鐵化合物，而硫鐵化合物一旦與空氣中的氧氣接觸，它們就會迅速的發生化學反應，也會產生大量的熱。如果這些熱量不能夠及時的向周邊消散，就會導致設備局部迅速升溫，而原油屬于可燃物質，這就很可能引起具有可怕后果的自燃事故，也會對人類的正常生活及經濟活動帶來巨大的損失。下面我們將會著重討論引起這類事故主要原理及相應的預防治理措施。

1 濕硫化氫對設備的腐蝕機理

濕硫化氫在水中極易發生離解，它的腐蝕過程就是一個化學反應，在陽極會出現一般性腐蝕，結果為產生FeS的膜。從而使金屬表面遭到破壞，形成腐蝕坑而出現回路電池的作用，是破壞程度進一步加深。而在陰極處會出現因化學反應而生成的活性很強的氫，它會在金屬比較脆弱的部位比如金屬的缺陷處、焊接缺陷處聚集，產生氫鼓包導致金屬結構遭到破壞，即使是高強鋼也難逃其魔爪。這種現象我們通常稱其為濕硫化氫應力腐蝕開裂。一般來說，強度越高的鋼越容易因此應力而受到損壞，因為強度越高，鋼對應力的腐蝕也就越敏感。碳酸鹽或者是濕硫化氫還有氫氧化物等許多無機物質都是我們生產當中比較常見的應力腐蝕環境。在我國的煉油企業中，大多數都是采用的低合金高強度鋼作為其壓力容器的主要材料，而之前我們也明確的表述了濕硫化氫對高強度鋼的腐蝕是較為厲害的。濕硫化氫造成的腐蝕最早出現在油田設備和管道設施上，由于近幾年出現的幾起重大事故，濕硫化氫也自然而然的走進了我們的視野當中，而這幾起事故當中發生在1984年的雷蒙特三號煉油廠的事故就是一個最典型的案例。這也告訴我們應當給予濕硫化氫腐蝕更多的關注與預防。下面主要分析探討幾種預防濕硫化氫腐蝕的方法和建議。

2 預防措施和建議

2.1 加大控制介質中硫化氫的含量

我們知道在煉油過程中，原油二次加工裝置中的清油部位是濕硫化氫存在較多的部位。所以在此處我們應當采取較多的措施，預防濕硫化氫的過度聚集，更何況國家有明確規定，要控制濕硫化氫的含量。這不僅僅是關系到企業利潤的問題更是環境資源的浪費。

液化石油氣和輕石腦油經常作為我們的化工原料，而在處理之前我們應當進行嚴格的脫硫處理，要保證脫硫后介質中硫化氫的含量小于50毫克每升。而當一些零部件的強度偏高時，應當保持含量更低的硫化氫，原因我們不再贅述。在脫硫過程中也是有一些問題需要注意的，在脫硫塔的后部有溶劑回收系統，我們要注意在回收過程中發生的殘留濕硫化氫和二氧化碳的再腐蝕。選擇最合適的緩蝕劑，從而減少脫硫后設備的腐蝕。在國內有許多研究所進行相關的測試研究，他們發明研制了一種型號的緩蝕劑明顯地減小了脫后設備的腐蝕率，經過測試發現它的緩蝕率竟然高達百分之九十九。

雖然說要嚴格控制濕硫化氫的含量，但是我們不可能達到理想的百分百脫硫，所以對于不同的材質的設備和生產不同產品，應當嚴格按照相關的規定進行控制，這其中主要包括工藝技術和產品質量的相應要求。而對于其他情況，應當按照壓力容器設計時對介質中硫化氫含量規定值進行嚴格的控制。在國內，低合金高強度鋼的出場率較高，所以在設計過程中也有相應的防腐蝕的技術要求。而這些要求跟許多方面都是有關的，比如材料潔凈度和檢驗技術等等。

2.2 加強對壓力容器所使用材料的質量監督管理

從之前的討論以及一些影響濕硫化氫應力腐蝕開裂的因素，還有基本的防止設備被濕硫化氫腐蝕的規定來討論，材料的強度和硬度等力學性能以及它的化學成分都對濕硫化氫腐蝕又十分重要的影響。由此看來，在設備的選材上我們應該給予足夠的認識并且慎重。在選材上我們需要注意兩個方面：一是要選擇合適的鋼材強度等級，二是要注意鋼材所含有的化學元素。首先我們知道鋼材的強度越高他對濕硫化氫也就更加的敏感，所以鋼材的強度等級也是與它的裂紋率相互關聯的，而且也是成正比的。其次，錳和硫是主要的對濕硫化氫對壓力容器造成應力開裂產生重要影響的化學元素。已經明確知道在鋼材中錳元素是以硫化錳的形式存在的。經過分析認證我們知道這種化合物在鋼材的生產或者是焊接的過程當中都是極易發生改變而形成富錳帶的，從而導致某些組織的顯微硬度增高。而當錳的含量達到一定比例時鋼材對HIC的敏感度會發生劇烈的變化，迅速增加。所以我們要保證鋼材中的錳含量足夠的低。對于硫，它也是以化合物的形式存在于鋼材當中，而這些化合物對四種形式的濕硫化氫造成的應力腐蝕開裂都特別的敏感。在這方面我們應當充分的借鑒國外的經驗，取長補短，不斷的完善和改進國內的生產環境和預防措施。

2.3 采取合適的方式消除應力

對于焊制的設備以及構件必須要在焊后進行適當的熱處理，以達到消滅設備或構件表面殘余應力的目的。如果不對高強鋼質的容器進行熱處理，很容易在使用的過程當中出現延遲裂紋，從而使這裂紋在濕硫化氫的環境下發生二次開裂。而有些時候我們會對設備進行局部的焊接，這種情況下我們可以采取對局部的錘擊的方法來消除應力，這是因為金屬中的缺陷造成的，其主要原因是金屬原子之間存在位錯。

2.4 進行適當的表面防護

由于焊接會造成新鮮金屬暴露在外邊，所以我們可以在焊接處兩側50毫米的范圍內進行表面防護?？梢圆扇≡谄浔砻鎳婁\或者鋁并且用非金屬涂料將表面覆蓋封閉的方法，以此來減緩各種因素造成的腐蝕損壞過程。但是在進行防護之前也應當注意到幾個問題。首先要確保壓力容器的表面沒有裂紋的存在，并且進行適當的符合規定的除氫處理，這樣可以避免一些殘存在金屬中的氫原子在一定的時長之后對金屬造成裂紋。但是也不可盲目的進行操作，必須具體問題具體分析，以免釀成事故。

3 結語

經過以上的分析和討論，我們知道濕硫化氫應力腐蝕會對我們的生產造成極大的危害，對壓力容器的影響是巨大的，而在預防措施當中，控制介質中的硫化氫含量是首要的。嚴格按照要求制造和安裝相關的設備，保證各項指標嚴格符合相關的規定值，同時應當加強壓力容器在濕硫化氫環境下的管理。

參考文獻

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