炼油设备的湿硫化氢腐蚀与防治

韩春　衣奕

摘要：炼油厂的设备时常发生因湿硫化氢腐蚀而造成的事故或设备损坏等问题，这要求我们必须采取相应的预防措施，防止这类事故的发生。文章主要论述了炼油设备在湿硫化氢环境下是如何被腐蚀的，经过一个什么样的过程，炼油设备被湿硫化氢所腐蚀、损坏，并提出了几点预防此类腐蚀和损失的建议和方法。

关键词：湿硫化氢；预防腐蚀；炼油设备

中图分类号：TE986 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）12-0046-02

近年来，石油公司大幅度的增加了对含硫或者高含硫原油的加工数量，因而炼油设备也出现比较严重的腐蚀现象。而在各个种类的腐蚀中，最为严重或者说对设备伤害最大的是高温硫腐蚀以及湿硫化氢造成的设备损坏。对于高温硫腐蚀只要更换采用适当的耐高温硫腐蚀的设备材料即可大大的缓解此类腐蚀，但是对湿硫化氢所造成的腐蚀进行防治就会有较大的困难。含硫原油对设备进行腐蚀从而产生硫铁化合物，而硫铁化合物一旦与空气中的氧气接触，它们就会迅速的发生化学反应，也会产生大量的热。如果这些热量不能够及时的向周边消散，就会导致设备局部迅速升温，而原油属于可燃物质，这就很可能引起具有可怕后果的自燃事故，也会对人类的正常生活及经济活动带来巨大的损失。下面我们将会着重讨论引起这类事故主要原理及相应的预防治理措施。

1 湿硫化氢对设备的腐蚀机理

湿硫化氢在水中极易发生离解，它的腐蚀过程就是一个化学反应，在阳极会出现一般性腐蚀，结果为产生FeS的膜。从而使金属表面遭到破坏，形成腐蚀坑而出现回路电池的作用，是破坏程度进一步加深。而在阴极处会出现因化学反应而生成的活性很强的氢，它会在金属比较脆弱的部位比如金属的缺陷处、焊接缺陷处聚集，产生氢鼓包导致金属结构遭到破坏，即使是高强钢也难逃其魔爪。这种现象我们通常称其为湿硫化氢应力腐蚀开裂。一般来说，强度越高的钢越容易因此应力而受到损坏，因为强度越高，钢对应力的腐蚀也就越敏感。碳酸盐或者是湿硫化氢还有氢氧化物等许多无机物质都是我们生产当中比较常见的应力腐蚀环境。在我国的炼油企业中，大多数都是采用的低合金高强度钢作为其压力容器的主要材料，而之前我们也明确的表述了湿硫化氢对高强度钢的腐蚀是较为厉害的。湿硫化氢造成的腐蚀最早出现在油田设备和管道设施上，由于近几年出现的几起重大事故，湿硫化氢也自然而然的走进了我们的视野当中，而这几起事故当中发生在1984年的雷蒙特三号炼油厂的事故就是一个最典型的案例。这也告诉我们应当给予湿硫化氢腐蚀更多的关注与预防。下面主要分析探讨几种预防湿硫化氢腐蚀的方法和建议。

2 预防措施和建议

2.1 加大控制介质中硫化氢的含量

我们知道在炼油过程中，原油二次加工装置中的清油部位是湿硫化氢存在较多的部位。所以在此处我们应当采取较多的措施，预防湿硫化氢的过度聚集，更何况国家有明确规定，要控制湿硫化氢的含量。这不仅仅是关系到企业利润的问题更是环境资源的浪费。

液化石油气和轻石脑油经常作为我们的化工原料，而在处理之前我们应当进行严格的脱硫处理，要保证脱硫后介质中硫化氢的含量小于50毫克每升。而当一些零部件的强度偏高时，应当保持含量更低的硫化氢，原因我们不再赘述。在脱硫过程中也是有一些问题需要注意的，在脱硫塔的后部有溶剂回收系统，我们要注意在回收过程中发生的残留湿硫化氢和二氧化碳的再腐蚀。选择最合适的缓蚀剂，从而减少脱硫后设备的腐蚀。在国内有许多研究所进行相关的测试研究，他们发明研制了一种型号的缓蚀剂明显地减小了脱后设备的腐蚀率，经过测试发现它的缓蚀率竟然高达百分之九十九。

虽然说要严格控制湿硫化氢的含量，但是我们不可能达到理想的百分百脱硫，所以对于不同的材质的设备和生产不同产品，应当严格按照相关的规定进行控制，这其中主要包括工艺技术和产品质量的相应要求。而对于其他情况，应当按照压力容器设计时对介质中硫化氢含量规定值进行严格的控制。在国内，低合金高强度钢的出场率较高，所以在设计过程中也有相应的防腐蚀的技术要求。而这些要求跟许多方面都是有关的，比如材料洁净度和检验技术等等。

2.2 加强对压力容器所使用材料的质量监督管理

从之前的讨论以及一些影响湿硫化氢应力腐蚀开裂的因素，还有基本的防止设备被湿硫化氢腐蚀的规定来讨论，材料的强度和硬度等力学性能以及它的化学成分都对湿硫化氢腐蚀又十分重要的影响。由此看来，在设备的选材上我们应该给予足够的认识并且慎重。在选材上我们需要注意两个方面：一是要选择合适的钢材强度等级，二是要注意钢材所含有的化学元素。首先我们知道钢材的强度越高他对湿硫化氢也就更加的敏感，所以钢材的强度等级也是与它的裂纹率相互关联的，而且也是成正比的。其次，锰和硫是主要的对湿硫化氢对压力容器造成应力开裂产生重要影响的化学元素。已经明确知道在钢材中锰元素是以硫化锰的形式存在的。经过分析认证我们知道这种化合物在钢材的生产或者是焊接的过程当中都是极易发生改变而形成富锰带的，从而导致某些组织的显微硬度增高。而当锰的含量达到一定比例时钢材对HIC的敏感度会发生剧烈的变化，迅速增加。所以我们要保证钢材中的锰含量足够的低。对于硫，它也是以化合物的形式存在于钢材当中，而这些化合物对四种形式的湿硫化氢造成的应力腐蚀开裂都特别的敏感。在这方面我们应当充分的借鉴国外的经验，取长补短，不断的完善和改进国内的生产环境和预防措施。

2.3 采取合适的方式消除应力

对于焊制的设备以及构件必须要在焊后进行适当的热处理，以达到消灭设备或构件表面残余应力的目的。如果不对高强钢质的容器进行热处理，很容易在使用的过程当中出现延迟裂纹，从而使这裂纹在湿硫化氢的环境下发生二次开裂。而有些时候我们会对设备进行局部的焊接，这种情况下我们可以采取对局部的锤击的方法来消除应力，这是因为金属中的缺陷造成的，其主要原因是金属原子之间存在位错。

2.4 进行适当的表面防护

由于焊接会造成新鲜金属暴露在外边，所以我们可以在焊接处两侧50毫米的范围内进行表面防护。可以采取在其表面喷锌或者铝并且用非金属涂料将表面覆盖封闭的方法，以此来减缓各种因素造成的腐蚀损坏过程。但是在进行防护之前也应当注意到几个问题。首先要确保压力容器的表面没有裂纹的存在，并且进行适当的符合规定的除氢处理，这样可以避免一些残存在金属中的氢原子在一定的时长之后对金属造成裂纹。但是也不可盲目的进行操作，必须具体问题具体分析，以免酿成事故。

3 结语

经过以上的分析和讨论，我们知道湿硫化氢应力腐蚀会对我们的生产造成极大的危害，对压力容器的影响是巨大的，而在预防措施当中，控制介质中的硫化氢含量是首要的。严格按照要求制造和安装相关的设备，保证各项指标严格符合相关的规定值，同时应当加强压力容器在湿硫化氢环境下的管理。

参考文献

[1] 陈风珠.炼油厂催化裂化设备中的湿硫化氢腐蚀与应对措施[J].开封大学学报，2011，（3）.

[2] 孙全德，葛春玲.常减压装置低温湿硫化氢腐蚀分析与控制[J].山东化工，2013，（10）.