ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние эксплуатационных и технологических факторов на высокотемпературную сероводородную коррозию (А. В. Шрейдер, В. Г. Дьяков) из "Коррозия и защита химической аппаратуры ( справочное руководство том 9 )" Первичная переработка — основной нефтезаводской процесс передела нефтяного сырья, в результате которого получаются ди-стиллатные и остаточные продукты. Значительная часть этих нефтепродуктов подвергается дальнейшей очистке, деструктивной и каталитической переработке. [c.65] Современные установки для первичной переработки нефти обычно состоят из основного низкотемпературного (атмосферного) блока и дополняющего его вакуумного блока (вторичной перегонки). В последнем осуществляется дополнительная ректификационная дистилляция стабилизированных погонов. (Стабилизация освобождает погоны от легколетучих углеводородных соединений, а вместе с ними от остатков воды, сероводорода и хлористого водорода). [c.65] Особенности химического состава перерабатываемых нефтей и технологии переработки вызывают электрохимическую хлористоводородно-сероводородную коррозию низкотемпературной части оборудования. Для защиты от нее наряду с рациональным подбором конструкционных материалов применяют технологические методы ингибирования, нейтрализации введением аммиака, защелачивания нефтяного сырья. Последнее может осложняться возникновением щелочной хрупкости стального оборудования. Сульфиды и хлориды могут вызывать коррозионное растрескивание элементов оборудования из нержавеющих сталей аустенитного класса. При переработке нефтей ряда месторождений оборудование разрушается коррозией под действием нефтяных кислот. Высокотемпературное оборудование установок первичной переработки нефти (в котором не содержится капельно-жидкая вода) разрушается в результате высокотемпературной (газовой) сероводородной коррозии. Все эти формы коррозии и пути защиты от них освещены в данной главе. [c.65] Электрохимическая коррозия под действием растворов сероводорода применительно к оборудованию первичной переработки нефти рассмотрена в работах [2—5] и в гл. 3. Эксперименты показали, что скорость коррозии углеродистой стали и чугуна в водном растворе сероводорода при парциальном давлении НгЗ над раствором 1 атм и 60°С сравнительно невелика (0,60 мм/год). [c.66] Разрущение углеродистой и низколегированной стали и чугуна в сероводородных растворах имеет специфический характер разъеданий в виде мелких, широких, близко расположенных друг к другу язвин с плоским дном. [c.66] Температура 30 С, длительность опыта 100 ч. [c.66] Насыщение сероводородом (при парциальном давлении H2S 1 атм) даже весьма разбавленных растворов соляной кислоты приводит почти к трехкратному увеличению скорости коррозии углеродистой стали. Стимулирующее влияние сероводорода на наводороживание и, как следствие, снижение прочности стали рассмотрено в гл. 3. [c.67] Влияние сероводорода на хлористоводородную коррозию убедительно доказывается также производственными испытаниями [6], проводившимися при переработке нефтей с различными содержаниями сероводорода и солей (источников образования H I). Опыты проводились в продуктовом теплообменнике и конденсато ре-холодильнике атмосферной колонны при поддержании pH 7 путем подачи аммиака (табл. 4.2). [c.67] Важной особенностью большинства технологических сред нефтеперерабатывающей промышленности является их двухфазный характер, что вносит свою специфику в протекание коррозионных процессов. При переходе от однофазных к двухфазным системам проявляются характерные свойства границы раздела фаз и коррозия усиливается [7, 8]. На поверхности металла выше фазовой границы углеводород — водный раствор образуется тонкая пленка водного раствора. Вследствие повышенной растворимости кислорода в углеводородах (по сравнению с водными растворами) и малой толщины образованной в результате подтекания пленки наблюдается усиленная коррозия в зоне непосредственно над границей раздела содержащих кислород жидких несмешивающихся фаз. Этот эффект должен учитываться при рассмотрении процессов коррозии в товарных парках, где возможен контакт нефтепродуктов с атмосферным воздухом. [c.68] Исследование влияния различных факторов на коррозию стали в двухфазных системах показало сложный характер влияния кислорода, которое не во всех случаях может быть однозначно определено [9]. В условиях двухфазной среды и образования на поверхности металла сульфида железа кислород воздуха заметно увеличивает скорость коррозионного процесса. С повышением концентрации сероводорода в водной фазе (образуемой пластовыми и сточными водами) скорость коррозии углеродистой стали постепенно возрастает и имеет тенденцию достигать предельных величин при более высоком содержании сероводорода. Вместе с тем, при оценке влияния концентрации сероводорода на развитие коррозии стали в двухфазной системе электролит — углеводород необходимо учитывать общее содержание сероводорода во всей системе, поскольку растворимость его в обеих фазах неодинакова в углеводороде она в несколько раз выше, чем в электролитах. Повышенная концентрация сероводорода в углеводородной фазе среды играет важную роль в интенсификации коррозионного процесса в системе двух несмешивающихся жидкостей, так как поверхность металла, отделенная от неполярной фазы тонким слоем электролита, усиленно корродирует. [c.69] Особенности влияния pH слабокислого водного раствора на скорость коррозии стали в двухфазных средах обусловлены различной скоростью изменения pH в объеме раствора и в водной пленке, разделяющей металл и углеводородный слой затруднительность диффузионных процессов и миграции ионов в тонком слое вызывает в последнем более быстрое и значительное возрастание pH. Из-за этого создаются условия для выпадения РеЗ на металле выше границы раздела фаз. Повышение pH в водной пленке сравнительно мало снижает скорость коррозии, так как РеЗ стимулирует развитие сероводородной коррозии в слабокислых средах [9, 11. [c.69] Отмечается [9] усиление коррозии углеродистой стали при возрастании скорости движения двухфазной среды. [c.69] И другого низкотемпературного оборудования установок первичной (в том числе атмосферно-вакуумной) перегонки нефти. [c.70] АМгЗ) в тасыщенном H2S 0,05 н. растворе НС1 при 70 °С, что делает эту группу материалов практически неприемлемой. Введение H2S в солянокислый раствор сообщает разрушению характер глубокой и частой точечной коррозии. [c.71] Применение монель-металла НМЖМц 28-2,5-1,5 сопровождается значительным увеличением срока службы аппаратуры первичной переработки нефти [14, 16], В насыщенном НгЗ 0,05 н. растворе НС1 при 70 °С скорость равномерной коррозии монель-металла не превышает 0,2 мм/год. Этот сплав применяется для изготовления трубных пучков головных конденсаторов, верхних тарелок (выше точки росы) ректификационных колонн и в качестве плакирующего покрытия верхней части эвапорационной и атмосферной колонн на установках первичной переработки нефти высокой (более 5 млн. т/год) производительности. Монель-металл неприменим при введении аммиака в нефть или ее погоны — при так называемом аминировании сырья (см. ниже). [c.72] Изучение поведения титана ВТ-1 и более твердого сплава на основе титана ОТ-4 в условиях совместного воздействия НС1 и H2S в растворе показало (табл. 4.5 и 4.6), что с возрастанием температуры и концентрации соляной кислоты коррозионная стойкость этих материалов падает, причем с увеличением температуры переход от стойкости к нестойкости происходит скачкообразно. Сплав ОТ-4 характеризуется несколько меньшей стойкостью, чем титан ВТ-1. Введение сероводорода в соляную кислоту практически не сказывается на их коррозионной стойкости. Как видно из этих данных, во всем температурном интервале и при концентрации НС1 0,1 н. (что отвечает условиям конденсации и охлаждения наиболее агрессивного нефтепродукта при первичной переработке нефти) ВТ-1 и ОТ-4 относятся к стойким и весьма стойким материалам по шкале ГОСТ 5272 — 68. Четырехмесячные промышленные испытания образцов в погружном конденсаторе фляшинг-ко-лонны подтвердили эти выводы. Титан оказался практически вполне стойким потери веса у образцов ВТ-1 —0,00014 г/(м -ч), ОТ-4 — 0,00021 г/(м -ч). В то же время образцы из алюминиевого сплава и углеродистой стали разрушились полностью, а латунные показали потери веса 0,163 г/(м -ч) [17]. Установлена также высокая стойкость титана к точечной коррозии и к коррозионному растрескиванию в солянокислых растворах, насыщенных сероводородом . Все это позволяет рекомендовать титан как конструкционный материал для конденсационно-холодильного оборудования установок первичной переработки нефти, в том числе АВТ. [c.73] Промышленные испытания проводились в условиях, исключающих аэрацию. Толщина образцов углеродистой стали 1,57 мм. хромистых и хромоникелевых сталей 0,79 мм, чугуна никелевого 2,21 мм. [c.74] Изучалось поведение титана в контакте с другими металлами. В солянокислых средах, содержащих сероводород, следует избегать контакта титана с углеродистой сталью и латунью в сопряжении с титаном коррозия этих металлов усиливается. Контакт титана с нержавеющими сталями не опасен. Коррозионное поведение самого титана в контакте с вышеперечисленными материалами не меняется. [c.76] Вернуться к основной статье