加氢装置设备腐蚀分析与安全防护

1、2007年第 23卷第 2期 石油化工安全环保技术 PETROCHE M I CAL S AFETY AND E NV I RONM E NT AL PROTECTI O N TECHNOLOGY29加氢装置设备腐蚀分析与安全防护张海涛(中国石油哈尔滨石化分公司 , 黑龙江 哈尔滨 150056摘 要 :介绍在炼制高硫原油过程中加氢装置的设备腐蚀形态 , 分析腐蚀机理及危害 , 并针对各 种类型腐蚀采取相应的安全防腐措施 。关键词 :加氢装置 ; 腐蚀 ; 安全防护 随着我国石化工业的发展以及对石油产品需 求结构的变化 , 加氢工艺得到了快速发展和广泛 应用 。加氢装置属于临氢 、 高温 、

2、高压操作 , 物流 易燃易爆 , 装置运行的安全性一直受到高度重视 。 近些年来 , 由于国内石油资源的短缺 , 大量引进高 硫原油 , 而国内原油硫含量也在不断上升 , 使加氢 装置受到的腐蚀加剧 , 出现一些安全隐患和腐蚀 事故 , 应引起高度重视作 ,有一个全面的了解 , 、 、 早防范 , 生产 事故 的 发生 。1 加氢装置设备腐蚀形态加氢装置的特点是临氢 、 高温 、 高压 , 在役临 氢设备与管道处在高温高压的氢气环境中 , 必然 会产生氢损伤 ; 反应系统处于高温硫环境 , 为抵抗 高温硫化氢的腐蚀通常要在设备内表面堆焊不锈 钢 (以奥氏体不锈钢居多 覆盖层和采用不锈钢内 件

3、, 这样又带来不锈钢的氢脆 、 奥氏体不锈钢的硫 化物应力腐蚀开裂及堆焊层氢至剥离等问题 ; 反 应过程中有脱硫 、 脱氮 , 存在较高浓度的硫化氢 、 氨 , 高温部位存在高温硫化氢腐蚀 , 低温部位存在 NH 3-H 2S -H 2O 型腐蚀 ; 还发生过 Cr -Mo 钢的 回火脆性和蠕变脆化破坏的问题 ; 停工后奥氏体 不锈钢发生连多硫酸应力腐蚀开裂等 。因此正常 操作 、 开工 、 停工均应加强设备的防护 。加氢装置常见的设备腐蚀形式有 :氢损伤 (高 温氢腐蚀 、 氢脆 、 奥氏体不锈钢堆焊层的氢致剥 离 、 奥氏体不锈钢连多硫酸应力腐蚀 、 Cr -Mo 钢 的回火脆化 、 硫化

4、氢腐蚀 (湿硫化氢腐蚀 、 高温硫 或硫化氢与氢共存的腐蚀 、 硫氢化铵与氯化铵的 腐蚀 。22生化学反应生成甲烷气泡 。 即 :Fe 3C +2H 2 CH 4 +3Fe并在晶间空穴和非金属夹杂物部位聚集 , 形 成局部高压 , 造成应力集中 , 使钢材产生龟裂 、 裂 纹或鼓泡 , 引起钢的强度 、 韧性下降与劣化 , 同时 发生晶间断裂 。 这种脆化现象是发生化学反应的 结果 , 具有不可逆性 , 也称永久脆化现象 。一旦发 生破坏 , 后果严重 。氢腐蚀有一个“ 孕育期 ” :即处在形成甲烷气 泡 , 但生长速度缓慢和没有串通的氢腐蚀阶段 , 机 械性能不发生明显改变的阶段 。一旦气泡

5、串通产 生晶间裂纹 , 这些裂纹就能够串通而形成断裂通 道 , 一定要避免这种情况发生 。一般希望“ 孕育 期 ” 很长 , 应该使设备在使用寿命期间都处于“ 孕 育期 ” , 以确保装置的安全 。 “ 孕育期 ” 的长短 , 取 决于很多因素 , 包括钢材的化学组成 、 温度 、 氢分 压 、 冷加工 、 热处理 、 纤维组织等 。对于在役压力收稿日期 :2006-11-16作者简介 :张海涛 (1971- , 男 , 1994年毕业于辽阳石油化 工专科学校化工机械专业 。现为中国石油哈尔滨石化公 司重整加氢车间设备工程师 , 从事设备管理工作 。电话 :0451-5560675530 石油

6、化工安全环保技术 2007年第 23卷第 2期容器或管道来说 , 在这些因素中 , 除温度和压力 外 , 其余因素都是已定的 。温度和压力越高 , 脆化 开始的时间就越早 , “ 孕育期 ” 就越短 。从通常遵 守的用于抗氢腐蚀选材的 Nels on 曲线来看 , 当操 作压力处于较高区间时 , 温度影响更为敏感 。 21112 高温氢腐蚀防护反应器 、 热高分 、 反应加热炉 、 高压换热器及 管道都有发生高温氢腐蚀的可能 , 必须根据美国 石油学会 (AP I 推荐惯例 941“ 炼油厂和石油化工 厂高温高压临氢作业用钢 ” (亦称 Nels on 曲线 的 最新版本来选用能抵抗相应使用条

7、件下高温氢腐 蚀的材料 。按 Nels on 曲线进行选材时 , 尽量减少杂质元 素和控制非金属夹杂物的含量 。Nels on 曲线在表现上只反应温度和压力两个 参数 。 实际上可根据使用情况与经验考虑一定的 安全裕量 。5Cr1Mo 钢使用极限温度不应超过 454 , 加 氢裂化装置中应严防超温 。影响氢腐蚀的因素较多 ,业等 。 实验证明 , 在相同条件下 ,易受到氢腐蚀 , ,的维修 , 1。 21221211 氢 脆氢残留在钢中时所表现出来的脆化现象 。在 正常的加氢反应器操作温度下 , 氢分子会分解为 氢原子 , 并透过堆焊层金属渗入母材基体中 , 反应 器壳壁吸收了大量的氢 , 此

8、时氢溶解在钢中对钢 是无害的 。氢在钢中溶解度受塞尔维特定律控 制 , 即氢平衡浓度与氢分压和操作温度有关 。 发生氢脆的钢材 , 其延伸率和断面收缩率显 著下降 。 但在一定条件下 , 氢脆的发生一般是在 氢渗入后恢复到 150 以下时 。如果在此温度上 某一温度区恒温一段时间析氢 , 则可以使氢彻底 地释放出来 , 钢材的机械性能得到恢复 。所以氢 脆是可逆的 。 也称作一次脆化现象 。在高温高压 临氢环境中使用的反应器 , 在停工降温过程中氢 在钢中的溶解度迅速下降 , 而氢在钢中的扩散度 也急剧下降 , 导致大量的氢原子来不及向外释放 , 使形成的过饱和氢扩散到局部应变或缺陷处 。随

9、着反应器的开停工循环 , 残留氢加速了破裂处前 部的亚临界状态 , 破裂增长 , 造成了氢脆裂纹破 坏 。 在 Cr -Mo 钢设备和管道或不锈钢堆焊的焊 接金属 (如 TP347 上都发生过氢脆 。21212 氢脆的防护装置停工前进行脱氢处理 。实验证明 , 从停 工后 7个月但仍有 29g/g 氢含量的堆焊层上进 行弯曲实验时 , 只弯曲到 19°75°的角度就开裂 了 。 而对于其它条件完全相同 , 只是进行了脱氢 处理 , 使氢含量降到 112g/g 的实验 , 弯曲角达到 180°时试样还没有开裂 。在装置停工时 , 应尽量使钢中吸藏的氢释放 出去 ,

10、即停工时冷却速度不能过快 , 在 350400 区间应保持一段时间进行热氢气提脱氢 。严格控制 TP347不锈钢堆焊层或焊缝金属中 的 铁素体含量 , 不锈钢堆 。, 现场如有修补时 , 要注意 , 应控制到规定值以下 。 213 奥氏体不锈钢堆焊层的氢致剥离及防护 21311 奥氏体不锈钢堆焊层的氢致剥离奥氏体不锈钢在高温高压 H2介质中操作时 , H 2会侵入器壁局部聚集 , 当设备从正常运转状态 停工时 , 氢又可能从器壁中逸出 。但由于相同温 度下氢在母材与奥氏体不锈钢堆焊层中的溶解度 和扩散系数不同 (母材溶解度小 , 扩散系数大 , 而 堆焊层溶解度大 , 扩散系数小 , 且溶解度

11、和扩散 系数又都是温度的函数 , 尤以母材与温度的依赖 性更大 , 因此当设备从正常运转状态停工时 , 将会 造成母材与堆焊层中的固溶氢过饱和度存在明显 的差异 , 使在过渡区附近所吸收的氢将从母材侧 向堆焊层侧扩散移动 , 导致在过渡区界面上堆焊 层侧聚集大量的氢气 。同时又因两种材质的热膨 胀系数不同 , 使界面上存在较大的残余应力 。这 样 , 在某种晶界形状和晶界强度条件下 , 就可能在 界面上发生剥离 , 而它的路径是沿着母材和堆焊 层界面扩展的 , 并呈剥离状态 2。影响氢致剥离的因素主要有操作时的氢分 压 、 操作温度 、 停工时的冷却速度 、 反复开停工的 循环次数等 。 钢材

12、的组成 、 金相组织 、 碳化物形态31以及堆焊工艺与参数对堆焊层抗剥离能力也有 影响 。21312 奥氏体不锈钢堆焊层的氢致剥离防护 为防止或缓和这种剥离裂纹的发生或扩展 , 在设备使用过程中 , 应严格遵守操作规程 , 尽量避 免非计划紧急停车 。在正常停工时要设定使氢气尽可能从容器中 释放出去的停工条件 , 以减少残裕氢量 ; 对长时间 停工 , 应尽量增加解氢工艺 , 而对于短时间的停 工 , 可以适当缩短或取消解氢工艺 。尽量避免在 冬季停工检修 , 对反应系统不检修的停工过程 , 可 采取热态隔离保温措施 。如停工期间 , 将反应器 床层温度保持在 200 左右进行隔离 , 检修结

13、束时 反应器床层温度还保持在 100 左右 , 可有效地保 护反应器 。3 硫化氢腐蚀及防护在加氢装置中 , 由于原料中含有大量的硫 , 因 此会有很多的硫化氢产生 , H2S 的腐蚀分为湿 H 2S腐蚀和高温 H2S 腐蚀 。311 湿 H 2S 腐蚀及防护31111 湿 H 2S 腐蚀(或 。湿 , 美国腐蚀工程师国际协会 (NACE 对 H2S 环境的定义为 :在炼油工艺过程中 , 水相中的 H2S 50g/g 。但引起腐蚀开裂所需的水相中的 H2S 临界浓度并不十分肯定 。碳钢 及低合金钢在 250 以下的无水硫化氢中基本不 腐蚀 , 而当有水共存时对金属将产生明显的腐蚀 。硫化氢在水

14、中发生离解 , 湿 H2S 环境碳钢及低合 金钢的 设 备 和 管 道 的 腐 蚀 是 一 种 电 化 学 反 应 过程 :H 2S H +HS -HS - H +S 2-阳极反应 Fe Fe 2+2e阴极反应 2H +2e 2H H2Fe 2+与 S 2-反应 Fe 2+S 2- FeS 除此以外 , 在对低合金高强度钢在湿硫化氢 环境中的开裂机理进行研究的基础上 , 一般认为湿 H2S 在压力容器与管道中还可能发生以下的开 裂形式 :氢鼓泡 (HB 、 氢致开裂 (H I C 、 硫化物应 力腐蚀开裂 (SSCC 、 应力导向氢致开裂 (S OH I C 。 氢鼓泡 :腐蚀过程中析出的氢原

15、子向钢中扩 散 , 在钢材的非金属夹杂物 、 分层和其它不连续处 易聚集形成分子氢 , 从而形成很大的膨胀力 。随 着分子数量的增加 , 对晶格界面的压力不断增高 , 最后导致界面开裂 , 形成氢鼓泡 , 其分布平行于钢 板表面 。 氢鼓泡的发生并不需要外加应力 , 与材 料中的夹杂物等缺陷密切相关 。氢致开裂 :在钢的内部发生氢鼓泡区域 , 当氢 的压力继续增高时 , 不同层面上的氢鼓泡裂纹相 互连接 , 形成阶梯状特征的内部裂纹称为氢致开 裂 。 刚中 MnS 夹杂物的带状分布会增加 H I C 的敏 感性 。 H I C 发生也无需要外加应力 。硫化物应力腐蚀开裂 :湿硫化氢环境中产生

16、的氢原子渗透到钢的内部 , 固溶于晶格中 , 使钢的 脆性增加 ,裂 , 通常发生在,(即压力容 器与管道的壁厚方向 发展导致的开裂 。 S OH I C 常发生在焊接接头的热影响区及高应力集中区如 接管处 、 几何变形处 、 裂纹缺陷处或应力腐蚀开裂 处等 3。31112 湿 H 2S 腐蚀的防护湿 H2S 环境中使用的设备 、 管道可选镇静钢 , 减少 MnS 等夹杂物的含量 。高压空冷前的注水 , 用于稀释或除去腐蚀性 成分 , 在 pH 值呈碱性时会减少氢的渗透 。注入工艺流体中腐蚀抑制剂可以降低系统中 的腐蚀影响 , 有助于减少原子氢的阴极析出 , 降低 氢渗入钢中的电势 , 减轻鼓

17、包与开裂 。有机或无机涂层可以用作腐蚀隔离层 , 应慎 重选择使用的涂层 , 以使其在工艺环境和停工期 间能正常工作 。耐蚀合金衬里可以作为容器内部的长期腐蚀 隔离层 。运行中的腐蚀监测方案 , 可以用来检查腐蚀 行为 , 帮助认定腐蚀控制方法是否有效 。焊后热处理 (P WHT 可以降低由于残余应力 提高而引起的 S OH I C 敏感性 。 P WHT 可以降低局32 石油化工安全环保技术 2007年第 23卷第 2期部的焊后热影响去区硬度 , 减小引起 S OH I C 的 SS 2CC 发生的可能性 。312 高温硫或硫化氢与氢共存的腐蚀及防护 31211 高温硫或硫化氢与氢共存的腐蚀

18、高温硫腐蚀 , 以熔融盐形式进行的加速硫腐 蚀 , 开始时速度很快 , 一定时间后腐蚀速度会恒定 下来 , 这是因为它们与钢材中的铁素体反应生成 了硫化亚铁保护膜 。而介质的流速越高 , 保护膜 就容易脱落 , 腐蚀就重新开始 。硫化氢与氢型腐蚀环境在加氢裂化装置中由 于 H 2的存在加速 H 2S 的腐蚀 , 在 240 以上形成 高温 H 2+H 2S 腐蚀环境 , 一方面促进活性硫化物 与金属的化学反应 , 另一方面又促进非活性硫的 分解 , 随着温度的升高 , 硫腐蚀逐渐加剧 , 特别是 硫化氢在 350400 时 , 能分解出 S 和 H 2, 分解 出来的元素 S 比 H 2S 的

19、腐蚀更剧烈 , 到 430 时 腐蚀达到最高值 , 到 480 时分解进行完全 , 腐蚀 开始下降 。 腐蚀的作用机理是 :H 2S +Fe FeS +H 2RCH 2CH 2SH +Fe FeS +3 S +Fe H 2COUPER 曲线来估算腐蚀速 率后再确定所选材料 , 而腐蚀会随钢材中合金元 素含量的增加而减弱 。在高温条件下 , 处理含硫的原料时 , 活性硫与 金属直接反应 , 它出现在与物流接触的设备与管 道的各个部位 , 表现为均匀腐蚀 , 其中以硫化氢的 腐蚀性最强 。高温硫腐蚀速度的大小 , 取决于原 油中活性硫的多少 , 但是与总硫量也有关系 。 31212 高温硫或硫化氢

20、与氢共存的腐蚀的防护对于处理含硫原料油的加氢裂化装置 , 无论 是反应流出物还是混合进料 , 在正常工况下会同 时遭到氢腐蚀和高温硫化氢腐蚀 , 二者叠加的结 果要比单独的氢腐蚀和单独的高温硫化氢腐蚀严 重的多 , 这是因为氢和硫化氢对金属的腐蚀是互 相促进的 。在 240 以上高温环境 , 一般要选择铬镍较高 的钢材 、 渗铝 、 渗钛 、 多元共渗 、 金属烧结涂层等技 术加工的设备解决抗腐蚀的问题 。4 Cr -M o 钢的回火脆化及防护 411 Cr -M o 钢的回火脆化钢材加工制造过程中回火处理的目的就是降 低淬火钢或正火钢抗拉强度 , 提高塑韧性 。回火 脆化现象是指在特定温度区

21、回火或者在该温度区 徐冷时 , 出现韧性显著降低现象 。41111 回火脆性按发生脆化的温度分为 3类(1 低温回火脆性 :在 200400 将淬火钢或正火钢回火时 出现的 脆性 , 这种 脆性 是不可 逆的 。(2 高温回火脆性 :又称二次回火脆性 , 钢材 在 371593 回火时出现的脆性 , 或者在该温度 区缓慢冷却时 , 其材料的破坏韧性就引起劣化现 象 , 这种脆性是可逆的 。(3 超高温回火脆性 :。 4111-o , 其P 、 A s 、 Sb 、 Sn 等和合金元素向原奥氏体晶界偏析 , 降低了晶界应力 , 产生脆性破坏 。从破坏试样所表明的特 征来看 , 在脆性断面上呈现出

22、晶界破坏的形态 。 回火脆化对于抗拉强度和延伸率没有多大的影 响 , 但对于缺口韧性和由于裂纹而发生的脆性破 坏则有很大影响 , 其主要表现为断裂韧性值降低 。 41113 加氢反应器回火脆化现象可分为两种(1 制造过程中 , 材料在回火处理或焊后热处理冷却过程产生的脆化 。(2 材料长期在回火脆化温度范围内使用而 发生的脆化 。由于 Cr -Mo 钢的回火脆性是可逆的 , 制造过 程中可以将已脆化的钢材加热到脆化温度以上再 急冷 , 钢材可以恢复原来韧性 , 因此不会产生脆性 破坏 。 但是使用过程中反应器长期处于回火脆化 温度范围内 , 由此产生的脆化现象却无法消除 。 所以 , 必须预先

23、测得加氢反应器长期使用后的回 火脆化量 , 把它控制在安全的范围 , 保证反应器的 使用安全 。影响 Cr -Mo 钢的回火脆性的因素很多 , 如化 学成分 、 热处理工艺 、 制作加工时的热状态 、 强度33大小 、 塑性变形 、 碳化物的形态 、 使用时的操作温度等 。412 Cr -M o 钢的回火脆化防护为了防止由于 Cr -Mo 钢回火脆化引起设备的脆裂 , 在开工时应遵守先升温后升压的原则 , 即热开工方案 。对在脆化温度范围内工作的设备 ,当温度 <121 (第三代 Cr -Mo 钢 <93 , 对设备加压应限制到所加压产生的应力不超过钢材屈服极限的 20%。在开工时

24、应避免由于升温过快而造成过大的热应力 。一般当设备壁温小于 150 时 , 升温速度应 <25 /h, 第三代 Cr -Mo 钢规定如表 1。表 1 反应器加热规定反应器表面温度 <38 >38进料温度改变<8 /15min高 于 临 界 表 面 温度 , <167高于反应器出口温度 ,<111<14 /15m in 高 于 临 界 表 面 温 度 , <167高于反应器出口温度 , <111停工时应遵守先降压后降温的原则 , 即热态 停工方案 。对在脆化温度范围内工作的设备 温度 <121 (第三代 Cr -Mo 20%。的热应力

25、。 150 时 , 降温速度应 <25 /h, , 应按有关规范进行检查 。 第三代 Cr -Mo 钢规定如表 2。表 2 反应器冷却规定反应器表面温度 <38 >38进料温度改变<8 /15m in低于临界表面温度 ,<111低于 反 应 器 出 口 温度 , <111<14 /15m in 低于临界表 面温度 , <111低于 反 应 器 出 口 温 度 , <111钢材的化学元素组成影响 Cr -Mo 钢的回火 脆性 。 加氢反应器在制造过程中除应控制 Cr -Mo 钢主材元素组成外 , 还应综合控制杂质元素含量 和改善其化学成分 ,

26、 才能有效的控制 Cr -Mo 钢的 回火脆性 。在反应器内放置带对接焊缝的挂片试块 , 并 定期检查挂片材料的回火脆化状况 。根据检查的 结果来判断反应器热开停工程序是否需要修改 , 以确保反应器不会在开停工过程中发生脆性破坏 事故 。 5 铵盐腐蚀 、 磨蚀及防护511 铵盐腐蚀加氢反应生成的 NH3和 H2S 在反应流出物冷却后 , 由于 NH3和 H2S 的分压较高 , 会化合成固体的 NH4HS 盐会沉积在高压空冷器管子及其下游管 道中 , 造成垢下腐蚀和铵盐沉积堵塞 。为了防止 铵盐的沉积堵塞 , 通常在空冷器上游注水冲洗 , 然 而注水又会引起空冷器中出现水溶液而加速管线 腐蚀

27、。NH 3+H 2S NH 4HS根据美国腐蚀工程师国际协会 (NACE 标 准 , 加氢装置高压空冷器的选材及流速设计准则 依据 Kp 值 的 大 小 进 行 , 即 进 入 空 冷 器 物 流 中 NH 3的 摩 尔 百 分 数 mol%与 H 2S 摩 尔 百 分 数 mol%的乘积 。K p =32:p ;2S H 2S 浓度 , mol%; 3 物流中 NH 3浓度 , mol%。 K p 值应设计控制在以下范围内 :K p 0105, 空 冷管束选用碳钢管 , 最高流速控制在 913m /s; K p =011%014%, 空冷管束选用碳钢管 , 流速范围 4166109m /s

28、。控制流速上限为了避免冲刷腐蚀 , 控制流速下限为了避免结垢 。 K p > 014%时 , 当流速低于 1153105m /s 或流速高于7162m /s 时 , 选用 3RE60Monel 或 h I ncol oy800高 合金材料 。512 铵盐腐蚀防护(1 采用丝堵集合管 , 不采用回弯头集合管 ;(2 应用完全对称结构 , 空冷管束 2n , n 为任 意整数 ;(3 Kp值较高时 , 采用合金材料 ;(4 碳钢管束 :名义速度 <6m /s; 合金钢管 束 :名义速度 <9m /s;(5 腐蚀发生在管束端的冲蚀 , 应采用不锈钢 衬管 , 衬管出口应为喇叭口结构

29、 ;(6 出入口集合管应没有死区 ;(7 严格控制洗涤水的质量 ;(8 连续注水 , 使酸性水中的 NH4HS 浓度 < 8%;(9 注水量和注水点应保证注水点处至少有 34 20 %的注水保持为液相 ; 石油化工安全环保技术 2007 年第 23 卷第 2 期 ( 10 注多硫化钠缓蚀剂 : 事实证明 , 注多硫化 钠缓蚀剂是减缓腐蚀的有效手段 。多硫化钠能与 NH3及其它氨类化合物反应生成多硫化胺 ,减少了 NH4 HS、 4 C l 的结垢及凝 液沉 积 , 从而 抑制 了 NH 除循环氢中的硫化氢和氨 。 ( 5 机组隔离水洗 。由于铵盐极易溶于水 , 因 此可以对工件表面水洗来

30、去除晶体颗粒 。在机组 检修时 ,将压缩机组与系统隔开 , 向机体内部充水 洗涤 ,用化学试剂测试或分析水中铵盐含量 , 直至 水质合格 。这种方法可以脱除运行周期中积累在 机体内部的铵盐晶体颗粒 。水洗结束后 , 用氮气 吹干机体部件 。 6 奥氏体不锈钢连多硫酸应力腐蚀开裂及防护 611 奥氏体不锈钢连多硫酸应力腐蚀开裂 612 腐蚀开裂的防护 7 结 论 腐蚀 。 513 铵盐磨蚀 加氢循环氢中的 NH4 HS、 4 C l 结晶粒度与 NH 流速 、 、 、 温度 压力 冷却速度有关 。流速小的地方 , 晶体颗粒成长更充分 , 晶粒大 ; 冷却速度快 , 结晶 推动力大 , 可形成较大

31、的晶体颗粒 。晶体颗粒的 尺寸大于压缩机运动部件粗糙表面的微观波峰 。 当铵盐晶体颗粒夹在相对运动的两金属面之间 时 ,会产生下列情况 : ( 1 造成金属面磨损 ,使金属机体表面切削与 剥落 ,生成硬度更大的金属颗粒 , 在载荷作用下 , 压入材料表面而产生压痕 , 从表面挤出剥落物 , 从 而加快磨损的进程 。 ( 2 颗粒 作用 使表 面受 交 变 接 触 应 力 而 变 形 ,使材料表面疲劳破坏 。离心式压缩机通流部 件的磨损属于前者 , 往复式压缩机阀片高频率的 撞击 ,其 磨 损 属 于 磨 料 磨 损 和 疲 劳 破 坏 的 综 合 作用 。 514 铵盐磨蚀防护 奥氏体不锈钢处

32、于高温和含有 H2 S 的环境 中 ,在设备运行期间 , 钢表面生成硫化亚铁 。当设 备在这种状态下停止运行冷却到室温时 , 硫化亚 铁就与出现的水分和进入设备的空气相接触 , 生 成连多硫酸 ( H2 SX O6 , X = 3, 4, 5, 6 : 8FeS + 11O2 + 2H2 O = 4Fe2 O3 + 2H2 S4 O6 这一反应便是发生应力腐蚀开裂的原因 。它 与拉应力共同作用会使奥氏体不锈钢产生脆性开 裂 ,即使在室温条件下 ,裂纹也会很快产生 。 由于不锈钢在高温 500 800 加热时可引起 C r的碳化物在晶界析出而形成贫 C r区 , 贫 C r区 在酸性溶液中容易被

33、腐蚀 。测量在连多硫酸溶液 中的阳极极化曲线 , 可知敏化材料的维钝电流密 度比固体材料的高 , 这种差别成为沿晶应力腐蚀 开裂的原因 。因此 , 沿晶应力腐蚀开裂的机理是 贫 C r区阳极溶解而引起的 , 阳极反应是连多硫酸 的还原 。在钢材刚浸泡在连多硫酸中时 , 腐蚀电 位处于活化区域 。随着硫化物膜的形成 , 维钝电 流密度下降 。基体与贫 C r区之间的阳极电流密度 差成了 SCC 的驱动力 。 ( 1 严格控制进料盐含量和氯含量 。根据原 料中的硫 、 氮含量采取相应的工艺措施 , 减少循环 氢中铵盐的生成 。当采用重整氢气作为补充氢气 时 ,应严格控制氯含量 。 ( 2 注水 。

34、减轻磨料磨损的最根本措施是减 少铵盐颗粒的生成 , 也就是减少循环氢中 NH3 和 H2 S的含量 。由于 NH4 HS 极易融于水 , NH4 Cl 易 融于水 ,因此通过注水可以溶解反应生成的大部 分 NH4 HS、 4 Cl。 NH ( 3 合理 选材 与表 面加 工对 磨 损 的 部 位 采 用耐磨性好的材料 , 表面进行适合的加工手段 。 对机械零件表面加工时 , 合理选择表面粗糙度 , 并采取相应的处理手段 , 如采用固溶强化 , 提高 金属的强 度 、 度 ; 通 过 渗 碳 、 铬 、 化 、 化 硬 渗 氮 氰 等化学热处理方法 ,提高钢的耐磨性及疲劳 强度 。 ( 4 对加

35、工高硫原料的加氢裂化装置设立循 环氢脱硫设施 , 依靠胺液的吸收与解析作用来脱 (1 通 入 氮 气 以 防 止 大 气 侵 入 , 使 其 保 持 干燥 ; ( 2 用加热的方法以防止湿气凝结 ; ( 3 不锈钢与空气 、 湿气接触以前 , 用碱液进 行中和 ; ( 4 用抗腐蚀性能较强的稳定型不锈钢 。 ( 1 影响加氢装置腐蚀的因素主要是 : 氢气 、 硫及硫化氢 、 。 铵盐 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2007 年第 23 卷第 2

36、期 张海涛 . 加氢装置设备腐蚀分析与安全防护 35 ( 2 加氢装置上出现的腐蚀形态主要有 : 氢损 伤、 奥氏体不锈钢连多硫酸应力腐蚀 、 r - Mo 钢的 C 回火 脆 化 、 化 氢 腐 蚀 、 氢 化 胺 与 氯 化 胺 的 硫 硫 腐蚀 。 ( 3 加氢装置设备防腐工作必须从综合的技 术角度出发 ,大致可归纳为六个方面 : 合理的设计 方法 、 恰当的材料选用 、 正确的制造安装 、 严格的 操作控制 、 必要的工艺防护 、 定期的检测维修 。 参考文献 1 孙家孔 1 石油化工装置设备腐蚀与防护手册 2 中国石油和石化工程研究会 1炼油设备工程师 福建炼油乙烯项目施工前期 HS

37、E 管理 施工管理的全过程中 ,以确保最小化影响社会 、 环境与人员 。 PMC 福炼一体化现场项目组 HSE根据程序文件 (健康 、 安全 、 和环境 要求 ,努力确保把最佳 HSE 的工作惯彻运用到 因一体化项目是重点工程 ,在质量 、 工期方面要求很高 ,项目前期现场 HSE管理人员少 。为此 HSE专门制定了以人为 本、 安全第一 、 预防为主 ,围绕 HSE管理“ ” 零 目标去工作 ,做好 HSE评审 、 报验工作 ,以 HSE管理“ ” 零 目标去要求各参建单 位严查 、 严管 、 严治理 ,保证项目施工的正常运行 ,并会同业主同参建单位按照 HSE 程序规定的条款 ,分期对员工

38、进行进场 作业前 HSE教育培训和考核 ,通过培训工作 ,提高了员工对“ 安全第一 ,预防为主 ” 方针的安全意识和技术素质 。 HSE 还对 现场加强管理 ,确保施工现场始终处于受控状态 ,坚持科学管理 ,做好安全技术方案交底和实行作业许可证控制工作 。从 2006 年 1 月 16 日一级管网开工到二级管网开工 、 月 31 日桩基开工到 6 月 10 日 ( 146 天 没有发生过一起事故 。初步实 5 现了 HSE工作的顺利进行 ,达到预期目标 ,工时损失为零 ,伤亡事故为零 ,可记录事故为零 ,火灾事故为零 ,车辆事故为零 , 环境污染为零 。 为保证现场安全施工的进一步顺利开展 ,

39、 PMC项目部 HSE工作人员还通过采取多项措施强化施工过程的 HSE控制工 作 。 宁可防而不用 ,不可一时不防 ”这是 HSE的安全管理指导思想 ,是执行准则 ,我们的 HSE 工作人员将本着这样的态 “ , 度工作在施工现场 。 (中国石化工程建设公司福建项目组供稿 新型三次采油废水处理专用剂 我国石油三次采油废水处理技术获重大进展 。中科院长春应化所研制成功的石油三采废水处理专用剂经大庆油田生 产实践验证 ,这种采用天然低价值产物部分代替有机原料制备的新型低成本高效油田用废水处理剂 ,突破了限制我国三次 采油技术大面积推广的技术瓶颈 ,同时为泥浆的综合高值化应用奠定了基础 。 该项研究

40、实现了较大技术创新 ,其中包括采 用风化煤原位聚合制备水处理剂 ,既避免了强酸和强碱对环境的污染和生产成本的提高 ,又为低价值风化煤的应用开辟了 一条途径 ,是风化煤应用和水处理剂合成技术领域的首创成果 。其次 ,引入风化煤中富含的腐殖酸进行泥浆的高值化应 用 ,避免了传统泥浆处理中耗能 、 设备投资大等缺陷 。同时 ,该项技术具有生产工艺简单 、 环保 、 生产成本低等特点 ,实际应 用面十分广阔 。在石油三采领域 ,采出液的处理和生产过程中的固液分离占有重要地位 , 而在油田废水处理的生产实践 中 ,有机废水处理剂是不可或缺的药剂 。目前我国绝大部分油田进入石油开采的中后期 ,从地下采出的

41、原油含水量逐渐增 加 ,含油污水的处理量也逐年增加 。特别是石油三采中的高含油污水不仅造成地面设施的非正常运转 、 地层堵塞 、 环境污 染 ,还使大量的原油重新注回地下 ,造成巨大浪费 。因此 ,采出液处理技术实际上已成为限制我国三次采油技术大面积推 广的瓶颈 。中科院长春应化所开展了水介质中分散聚合制备有机高分子絮凝剂分散聚合的研究和开发工作 。以资源丰 富、 价格低廉 、 燃烧值低的风化煤为主要原料之一 ,采用水介质中分散聚合技术 ,制备出新型油田三采用废水处理剂 。在此 基础上 ,又进行了水处理剂的中试及现场小试实验 ,在利用三元复合驱采出液处理后的泥浆所进行的水煤浆专用分散稳定 剂和

42、调剂堵水剂的开发工作取得重大进展 ,从而使该所在国内惟一拥有水介质中分散聚合制备废水处理剂的中试生产技 术 。现与吉林申大建工公司合作开发 ,已实现了 300 t/ a风化煤接技型废水处理剂的试生产 。 (钱伯章 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 手册 M 1北京 : 中国石化出版社 , 2003 3 肖纪美 1应力作用下的金属腐蚀 M 1北京 : 化学工业出版社 , 1990 M 1北京 : 中国石化出版社 , 1996 ABSTRACTS PET

43、ROCHE I M CAL S AFETY AND ENV I RONMENT PROTECTI N TECHNOLOGY AL O B i onthly120 Ap r12007 Vol123 No12 m ments of p roduction. tion chem ical Company from fouling . SESSM ENT 1 Based on the analysis, flare extinguishing and energy nition facility is installed on the gas recovery system. L INE STAT I

44、 N O m en t of S INO PEC P ipeline S torage & T ransport Com 2 pany, P. C. 453003 D ISCUSS I N O N THE QUAL ITY O F CO N2 O Quality Cu i S henggong. X inx iang O il T ransporta tion D epa rt2 APPL I CAT I N O F FLARE AUTOM AT IC IG2 O C. 061000 Abstract: The current situations of gas recovery sy

45、s2 tem in SI OPEC Cangzhou Refinery were introduced. N cility were further introduced in detail . helpful for units of the same kind. recovery, App lication Abstract: This article discusses the methods and re2 quirem ents to ensure the construction quality inside long - distance p ipeline pump stati

46、ons The overall . p rocess, including material inspection, p ipeline p ro 2 cessing and assembly, p ipeline welding inspection, civil construction inspection, should be p ressure test, antisep sis and insulation, as well as strictly checked to guarantee the p roject quality . Keywords: Pump station

47、, Process p ipe network , S h i Ga ifang, Yang Yuqiang, N an X iaochun, M a L in 2 ping. The Abstract: In view of the characteristics of safe opera2 tion of p iston pump station, some measures, such as comp rehensive equipm ent management, app lication of autom atic control technique and partial p r

48、essure water N IT I N FAC I ITY IN GAS RECO VERY SY S2 O L TEM Z hao Fengx iang. S INO PEC Cangzhou R efinery, P. STRUCT I N AT A LO NG - D ISTANCE P IPE2 O RESEARCH O N I PRO V ING THE REL IAB I 2 M L ITY O F P ISTO N PUM P STAT I N SY STEM O 3 rd conservation can be realized only if flare automati

49、c ig2 The fundamental conditions, interlock, app lication and unsolved p roblem s of flare autom atic ignition fa2 It w ill be Keywords: Flare, Autom atic ignition facility, Gas P roduction P lan t of S INO PEC Z hongyuan O ilfield, P. C. 252435 W u M aer Equ ipm en t R esea rch Institu te of PetroC

50、h ina . Ka ram ay Petrochem ica l Com pany, P1C 1834003 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. ment, Automatic control, Partial p ressure water injec2 APPL I CAT I N O F O N - L INE CHEM I O CAL CL EAN ING IN ATMO SPHER I CO ND ENSER C PA E rha ti,

51、D eng N a i en, D a i N ingbo, Z hang Yong, w pheric condenser and the app lication effect app raisal of on - line chem ical cleaning, this paper points out tively p revent the overhead atm ospheric condenser of mensional table, which enables peop le to easily draw the risky areas . more scientific

52、and more useful . ment system L i Z hem in , L v D ong . 1. D a lian Environm en ta lM o2 2 were done according to the arithmetic p rocess of this system , and risky areas were identified based on the Abstract: Based on the fouling analysis of atmos2 Abstract: A p lain diffusion pattern was used to

53、build CO RRO S I N ANALY S IS AND SAFETY PRO TEC 2 O T I N O F EQU IP ENT IN HYD RO GENAT I N O M O bility of pump station system and satisfy the require2 n itoring Cen ter, P. C. 116023; 2. Chem ica l Eng i2 neering D epa rtm en t of D a lian U n iversity of Technolo2 gy, P. C. 116023 Keywords: Pis

54、ton pump station, Equipment m anage2 vacuum distillation unit in PetroChina Karamay Petro 2 Keywords: A tm ospheric condenser, Reasons for fouling, Fouling analysis, on - line chem ical cleaning RESEARCH AND D EVELO PM ENT O F AS2 SY STEM FO R CALCULAT ING THE R ISKY AREA O F TO X I GAS L EAK ING C

55、up a p rogram flow chart to calculate the risky areas based on V isual B asic and O racle. Some calculations concentration. The output of the system is a two - di2 These characters make the result Keywords: Toxic gas leaking, R isky area, A ssess2 that adop ting on - line chem ical cleaning can effe

56、c2 injection technology, are taken to im p rove the relia2 ABSTRACTS UN IT Z hang Ha itao. PETROCHE I M CAL S AFETY AND ENV I RONMENT PROTECTI N TECHNOLOGY AL O B i onthly120 Ap r12007 Vol123 No12 m FUR BED Co L td, P. C. 412004 PetroCh ina Ha rbin Petrochem ica l US ING CL EAR L IQU I CALC IUM AS T

57、HE D Com pany, P. C. 150056 Abstract: The corrosion morphology of equipment in fining is introduced, the corrosion m echanism and p rotection D ISCUSS I N O N CHEM ICAL W ASTEW ATER O AD VANCED TREATM ENT AND TECHNOLO GY L iu X iaojian, W u Z engyan. W a ter and S team P lan t of D aqing Petrochem i

58、ca l Com pany, P. C. 163714 p lained, the wastewater reuse p ilot p lant test in troduced, the water quality and quantity, p rocess flow M ENT W astewaterWorkshop ofW ater and Steam Plant is in2 and main operating parameters for p ilot p lant testare deter ined, the operating conditions and cost of p ilot m W ang X uyuan1College of Chem istry & Chem ica l Eng i2 neering, D aqing Petroleum Institu te