《环烷酸腐蚀压制》PPT课件.ppt

高温高温SH2SRSHRCOOH型腐蚀型腐蚀环烷酸的腐蚀环烷酸的腐蚀1石油中一些有机酸的总称，又可称为石油酸，约占原油石油中一些有机酸的总称，又可称为石油酸，约占原油中总酸量的中总酸量的95%左右相对分子质量在很大范围内变化，左右相对分子质量在很大范围内变化，为为180700，以，以300400居多，在居多，在210420的馏程范围内均的馏程范围内均有，一般集中在有，一般集中在270280的馏程范围内的馏程范围内主要是指饱和环状结构的酸及其同系物，此外还包括一主要是指饱和环状结构的酸及其同系物，此外还包括一些芳香族酸和脂肪酸环烷酸是环烷基直链羧酸，其通式些芳香族酸和脂肪酸环烷酸是环烷基直链羧酸，其通式为为CnH2n1COOH，其中五六环为主的低分子量环烷酸腐蚀，其中五六环为主的低分子量环烷酸腐蚀性最强，一般是环戊烷的衍生物，分子量在性最强，一般是环戊烷的衍生物，分子量在180350范围内范围内变化一. 环烷酸简介环烷酸简介2mgKOH/g时，即能引起设备的腐蚀时，即能引起设备的腐蚀酸值酸值:中和中和1克原油所需的氢氧化钾的毫克数克原油所需的氢氧化钾的毫克数(mgKOH/g).确定酸值有两种方法确定酸值有两种方法:1)氢氧化钾滴定法氢氧化钾滴定法2)电势滴定法电势滴定法测量结果并不相同。

电位滴定法通常比色度法测的酸值高测量结果并不相同电位滴定法通常比色度法测的酸值高3080%而且最近研究表明，酸值并不能准确反应环烷酸在原油中而且最近研究表明，酸值并不能准确反应环烷酸在原油中的含量但目前仍然采用酸值表示但目前仍然采用酸值表示3法法在法中在法中,分析酸值之前要先将硫化物除去分析酸值之前要先将硫化物除去,565为为电位法电位法,而而587为色度法为色度法层析法层析法在层析法中在层析法中,环烷酸以重量百分数表示先将酸通过液相色谱环烷酸以重量百分数表示先将酸通过液相色谱分离出来分离出来,然后进行红外光谱分析由于仪器用标准环烷酸校然后进行红外光谱分析由于仪器用标准环烷酸校正正,可能与试样中的环烷酸组成及分子量不同可能与试样中的环烷酸组成及分子量不同,所以所以,得到的环得到的环烷酸重量百分比只能作为参考数据烷酸重量百分比只能作为参考数据色谱法色谱法先将试样进行色谱分离先将试样进行色谱分离,然后通过然后通过664法进行环烷法进行环烷酸值酸值()测定或环烷酸滴定测定或环烷酸滴定()快原子轰击质谱快原子轰击质谱(FABMS）是将分离出的环烷酸做分子量分布测定是将分离出的环烷酸做分子量分布测定,这种方法主要是对来这种方法主要是对来自世界各地的原油进行特征分析自世界各地的原油进行特征分析,应用这种技术来预测腐蚀的应用这种技术来预测腐蚀的研究工作一直在进行当中。

研究工作一直在进行当中4当有水蒸气存在时，低分子量的环烷酸能挥发，原油加当有水蒸气存在时，低分子量的环烷酸能挥发，原油加工时，环烷酸常集中在柴油和轻质润滑油馏分中，其它馏工时，环烷酸常集中在柴油和轻质润滑油馏分中，其它馏分含量较少分含量较少例如辽河原油环烷酸分布为：例如辽河原油环烷酸分布为：mgKOH/g，mgKOH/g，mgKOH/g，mgKOH/g，mgKOH/g，mgKOH/g，mgKOH/g5我国含酸原油主要分布在新疆油田、胜利油田和辽我国含酸原油主要分布在新疆油田、胜利油田和辽河油田这河油田这3个油田的年产量约个油田的年产量约5500万万/,占全国产占全国产量的量的40%左右特别是新开发的勃海埕北左右特别是新开发的勃海埕北,锦州锦州93,南海流花等原油也均属于高酸值原油我国含环烷酸油南海流花等原油也均属于高酸值原油我国含环烷酸油田分布范围广而酸值又有逐年增高的趋势环烷酸腐蚀田分布范围广而酸值又有逐年增高的趋势环烷酸腐蚀涉及了涉及了29套炼油装置，这一切给炼油行业安全稳定生产套炼油装置，这一切给炼油行业安全稳定生产和提高经济效益带来巨大压力环烷酸的腐蚀研究对控和提高经济效益带来巨大压力。

环烷酸的腐蚀研究对控制环烷酸腐蚀具有重要意义，但是关于环烷酸腐蚀的基制环烷酸腐蚀具有重要意义，但是关于环烷酸腐蚀的基础研究较少，特别是对腐蚀因素的研究认识不全面，一础研究较少，特别是对腐蚀因素的研究认识不全面，一般认为影响环烷酸腐蚀的因素有酸值、温度、流速和使般认为影响环烷酸腐蚀的因素有酸值、温度、流速和使用的材质等用的材质等6国产含环烷酸的原油主要有：国产含环烷酸的原油主要有：mgKOH/g），），mgKOH/g），），mgKOH/g），），mgKOH/g）7在在低低温温时时腐腐蚀蚀不不强强烈烈，一一旦旦沸沸腾腾，特特别别是是在在高高温温无无水水环环境境中，腐蚀最激烈，腐蚀反应按下式进行：中，腐蚀最激烈，腐蚀反应按下式进行：2RCOOH+FeFe（RCOO）2+H2FeS+2RCOOHFe（RCOO）2+H2S由由于于Fe（RCOO）2mgKOH/g原原油油时时，环环烷烷酸酸腐腐蚀蚀最最严重二二.环烷酸腐蚀机理：环烷酸腐蚀机理：89 环烷酸的腐蚀具有鲜明的特征，环烷酸腐蚀的金属环烷酸的腐蚀具有鲜明的特征，环烷酸腐蚀的金属表面清洁、光滑无垢，腐蚀部位有尖锐的孔洞表面清洁、光滑无垢，腐蚀部位有尖锐的孔洞。

在原油的高温、高流速区域，环烷酸腐蚀呈顺向产在原油的高温、高流速区域，环烷酸腐蚀呈顺向产生的锐缘的流线状沟槽在低流速区域，则呈边缘锐生的锐缘的流线状沟槽在低流速区域，则呈边缘锐利的凹坑状由于环烷酸具有这种特殊的腐蚀形态，利的凹坑状由于环烷酸具有这种特殊的腐蚀形态，所以特别危险所以特别危险10环烷酸腐蚀主要发生在炼油装置的高温部位如常环烷酸腐蚀主要发生在炼油装置的高温部位如常减压装置的常压转油线、减压转油线、常压炉及减减压装置的常压转油线、减压转油线、常压炉及减压炉出口、常减压塔进料段塔壁、减三线等压炉出口、常减压塔进料段塔壁、减三线等;催化催化裂化和焦化装置的主要腐蚀部位有高温重油管线、裂化和焦化装置的主要腐蚀部位有高温重油管线、加热炉炉管、分馏塔及相应的换热器等加热炉炉管、分馏塔及相应的换热器等四四.腐蚀部位：腐蚀部位：11锦锦州州炼炼油油厂厂炼炼制制辽辽河河原原油油，酸酸值值0.81mgKOH/g，常常减减压压装装置置重重油油部部位位环环烷烷酸酸的的腐腐蚀蚀十十分分严严重重，腐腐蚀蚀集集中中在在常常压压炉炉，常常压压炉炉的的炉炉管管、湾湾头头、炉炉出出口口阀阀门门和和转转油油线线以以及及常常压压塔塔、减减压塔的进料蒸发段塔壁、塔盘等部位。

压塔的进料蒸发段塔壁、塔盘等部位如如D726mm的的减减压压转转油油线线（碳碳钢钢）在在5个个月月内内发发生生6次次因因腐腐蚀蚀而而穿穿孔孔的的火火灾灾事事故故其其中中最最严严重重一一次次，转转油油线线丁丁字字接接头头因因腐腐蚀蚀减减薄薄而而破破裂裂着着火火，裂裂缝缝为为环环形形长长970mm，宽宽15mm，mm，大大火火连连续续烧烧了了近近40min，以以致致常常减减压压装装置置被被迫迫停停工工常常压压炉炉D219mm12mm的的Cr5Mo辐辐射射炉炉管管运运转转25dmm，年年腐腐蚀蚀率率高高达达14mm/a，减减压压塔塔切切线线进进料料断断也也受受到到明明显显腐腐蚀蚀，切切线线进料口对面塔壁进料口对面塔壁20mm厚被腐蚀穿孔出现泄漏厚被腐蚀穿孔出现泄漏腐蚀举例腐蚀举例12mgKOH/g，mm/a，蒸蒸馏馏装装置置加加热热炉炉炉炉管管和和转转油油线线仅仅1987年年12月月就就发发生生腐腐蚀蚀穿穿孔孔5次次，其其中中一一天天就就发发生生两两次次漏漏油油着着火火事故广广州州石石化化总总厂厂炼炼油油厂厂加加工工辽辽河河原原油油和和胜胜利利原原油油，1987年年碳碳钢钢腐腐蚀蚀率率为为14mm/a。

据据不不完完全全统统计计，仅仅19871988年年1季季度度，常常减减压压装装置置高高温温部部位位共共发发生生腐腐蚀蚀穿穿孔孔泄泄漏漏11次次，设设备备和和管管线补疤线补疤204处之多131）原油酸值原油酸值在一定温度范围内，腐蚀速率和酸值之间存在一临界值，在一定温度范围内，腐蚀速率和酸值之间存在一临界值，高于此值，腐蚀速度明显加快酸值越高，腐蚀越严重高于此值，腐蚀速度明显加快酸值越高，腐蚀越严重mgKOH/gmgKOH/g时，在一定温度条件下，就能发生明时，在一定温度条件下，就能发生明显的腐蚀显的腐蚀对不同的材料，环烷酸腐蚀反应机理不同对不同的材料，环烷酸腐蚀反应机理不同在在235时时,酸酸值值提提高高一一倍倍,碳碳钢钢的的腐腐蚀蚀速速率率约约增增加加2.5倍倍,而而410不锈钢的腐蚀速率提高近不锈钢的腐蚀速率提高近4.6倍在一定温度下，在一定温度下，A3钢在环烷酸中的腐蚀速度为钢在环烷酸中的腐蚀速度为v=kc3/2.五五.环烷酸腐蚀影响因素环烷酸腐蚀影响因素1415无数实验表明,在一定的温度范围内,环烷酸含量和酸值之间并无确定的关系,同时也说明腐蚀速率与酸值之间无确定的关系由于在原油蒸馏过程中,酸的组分是和它相同沸点的油类共存的,因此只有馏分油的酸值才真正决定环烷酸腐蚀速率。

162）温度）温度220以下不发生腐蚀以下不发生腐蚀高高于于220以以后后随随温温度度上上升升腐腐蚀蚀逐逐渐渐增增加加，在在270280腐蚀最大，温度再提高腐蚀又下降腐蚀最大，温度再提高腐蚀又下降到到350附近，腐蚀又急骤增加附近，腐蚀又急骤增加400以以上上就就没没有有腐腐蚀蚀了了此此时时原原油油中中环环烷烷酸酸已已基基本本汽汽化化完完毕毕气气流流中中酸酸性性物物浓浓度度下下降降环环烷烷酸酸腐腐蚀蚀发发生生在在液液相相如如果果气气相相中中没没有有凝凝液液产产生生，也也没没有有雾雾沫沫夹夹带带，则则气气相相腐腐蚀蚀是是很很小小的的如如果果气气相相处处在在露露点点状状态态或或有有雾雾沫沫夹夹带带腐腐蚀蚀就就加加剧17资资料料介介绍绍，在在一一定定酸酸值值下下，温温度度在在288以以上上时时，每每上上升升为为55，环烷酸对碳钢和低合金钢的腐蚀速率将增加，环烷酸对碳钢和低合金钢的腐蚀速率将增加1倍实验表明，辽河原油在实验表明，辽河原油在320400范围内，实验温度越高，范围内，实验温度越高，其腐蚀性越强温度每升高其腐蚀性越强温度每升高10，腐蚀速率增加，腐蚀速率增加0.9倍将腐蚀率将腐蚀率R的自然对数与温度（用绝对温度表示）的倒的自然对数与温度（用绝对温度表示）的倒数作图，可得一条直线。

数作图，可得一条直线mm/a,3603.36mm/a，4004.32mm/a18低：指316不锈钢用于流速低、冲击小的区域，高：指316不锈钢用于流速大、冲击强的区域，如回弯头、泡罩等193）流速）流速mgKOH/g以以上上，环环烷烷酸酸的的腐腐与与流流体体流流速速有有关关，流流速速愈愈高高，则则在在涡涡流流区区，环环烷烷酸酸腐腐蚀蚀愈愈严严重重流流速速上上一一个个算算术术级级的的增增量量，就就可可以以在在湍湍动动上上产产生生一一个个几几何何级级的的冲冲击击力力量量在在一一定定酸酸值值条条件件下下，相相同同材材质质的的腐腐蚀蚀速速率率随随线线速速度度的的增增大大而增大20管线内部的突出物，如引弧点、焊瘤、热电偶插套管线内部的突出物，如引弧点、焊瘤、热电偶插套等处，因突起防碍了流体的线形流动，在局部区域内等处，因突起防碍了流体的线形流动，在局部区域内引起涡流和紊流，而加剧腐蚀当高温热流冲击时，引起涡流和紊流，而加剧腐蚀当高温热流冲击时，局部区域压力骤降，产生气泡，高流速汽液同时冲击局部区域压力骤降，产生气泡，高流速汽液同时冲击金属表面，使局部基体金属受到破坏，失去保护金属表面，使局部基体金属受到破坏，失去保护。

流速在环烷酸腐蚀中是一个很关键的因素在高流流速在环烷酸腐蚀中是一个很关键的因素在高流速条件下速条件下,甚至酸值低至甚至酸值低至0.3/的物料也比的物料也比低流速条。