常减压二套装置工艺简介课件

1、电化学保护技术防腐蚀技术正确选用金属材料和合理设计金属结构 前面已经介绍电化学保护工艺防腐添加缓蚀剂采用有效的表面覆盖层等 为了达到金属防护目的而采取综合的方法手段。1电化学保护技术电化学保护阴极保护阳极保护 对被保护金属通以阴极电流，电位负移至或接近免蚀区而防止或减小腐蚀。 对被保护金属通以阳极电流，电位正移至钝化区而减小腐蚀。2电化学保护技术阴极保护阳极反应停止，金属腐蚀停止。3对金属表面通往足够的阴极电流，使金属电位变负，并使阳极溶解速度减小。腐蚀金属在外部阴极电流作用下受到阴极极化而使电位负移，局部阳极电流减小，即腐蚀速度减小。当电极电位负移至该金属的平衡电位时，腐蚀速度减小到零，腐蚀

2、被完全抑制。 电化学保护技术阴极保护原理4电化学保护技术阴极保护分类利用外部直流电源，通过辅助阳极对金属施加阴极电流的保护方法。 在被保护的金属上接一种电位更负的活泼金属或合金，活泼金属不断溶解而牺牲掉，被保护金属受到阴极极化而得到保护。 5 设计时可考虑在两段管之间加入一段可更换的管, 此管由较活泼的金属制造。备件储备考虑设置易损件, 以便及时更换。6电化学保护技术6电化学保护技术外加电流阴极保护系统组成：直流电源、辅助阳极、被保护管道、附属设施将被保护金属与外加电源负极相连，辅助阳极接到电源正极，由外部电源提供保护电流。外部电源通过辅助阳极将保护电流引入地下，通过土壤提供给被保护金属，被保

3、护金属在大地中仍为阴极，其表面只发生还原反应，使腐蚀受到抑制。而辅助阳极表面则发生了丢电子氧化反应。7电化学保护技术牺牲阳极阴极保护牺牲阳极阴极保护不需要外部电源，维护管理经济、简单，对邻近地下金属构筑物干扰影响小。适用于短距离、小口径、分散的管道。8电化学保护技术牺牲阳极阴极保护1.牺牲阳极材料镁及镁合金镁的化学活泼性很强，其标准电极电位为-2.37V。镁中的杂质易加速其自溶解，降低其电流效率(按50考虑)和寿命，因此通常采用的是镁合金，如Mg-Mn合金、Mg-Mn-Zn合金和Mg-Mn-Zn-Al合金等。Mg合金与钢铁撞击时会产生火花，因此在油轮内部和其他含有爆炸性气体的场合严禁使用镁合金

4、阳极。适合用于电阻率高的电解质，如纯水和高阻的土壤。9电化学保护技术牺牲阳极阴极保护1.牺牲阳极材料锌及锌合金锌的标准电极电位为-0.76V。纯锌阳极对杂质含量很敏感，纯度大于99.995%的锌才可以直接作牺牲阳极用。应用最广的还是锌合金阳极。如Zn-Mg、Zn-Ti、Zn-Al-Mg、Zn-Al-Si等。10电化学保护技术牺牲阳极阴极保护1.牺牲阳极材料锌及锌合金锌合金阳极多用于土壤电阻率Fe 2+ +2e处于活性溶解状态，电位越正，电流密度越大，电流密度的大小反应出腐蚀的快慢。当电流密度超过峰值点后，电流急剧下降，这个峰值点对应称为致钝电流密度Ic， 对应的电位称为致钝电位。IcEc34电

5、化学保护技术1.阳极保护的原理典型的阳极极化曲线曲线的四个特性：b.钝化过渡区（活化钝化区）金属处于由活化状态向钝化状态的突变过程中，金属开始钝化，电流急剧下降，在金属表面可能生成二价到三价的不稳定氧化物。 35电化学保护技术1.阳极保护的原理典型的阳极极化曲线曲线的四个特性：c.钝化区不锈钢中金属元素发生氧化反应，生成高价氧化物（膜）。氧化物溶解量很小，即腐蚀速率很低正是阳极保护所需要的电位控制区。对应的电流密度称为维钝电流密度Ip 。 Ip36电化学保护技术1.阳极保护的原理典型的阳极极化曲线曲线的四个特性：d.过钝化区当电位高于稳定钝化区，电流又出现增大现象，钝化膜转化成可溶性的氧化物而

6、遭受破坏，金属腐蚀重新加剧。 37电化学保护技术2.阳极保护的主要参数1.维钝电流密度Ip金属在给定环境下维持钝态所需的电流密度。Ip代表金属的溶解速度，所以Ip愈小愈好。2.致钝电流密度Ic使金属在给定环境下发生钝化所需的最小电流密度。愈小愈好。Ic愈小，则需要的直流电源的输出额定电流就小，设备费用也就小。 IpIc38电化学保护技术2.阳极保护的主要参数3.钝化区宽度钝化区宽度(即EcD区电位宽度)愈宽愈好。愈宽则对恒电位仪的控制精度要求就愈低。39电化学保护技术3.不同腐蚀体系和阳极保护的关系不同金属材料和不同介质所形成的腐蚀体系具有不同的极化曲线式。碳钢在热浓酸中，致钝操作比较困难，而

7、且钝化后的腐蚀率也比较大，钝化膜稳定性比较差。因此，阳极保护冷却器几乎全部用不锈钢制造。40电化学保护技术4.阳极保护系统参比电极阳极保护所适用的介质大多为强腐蚀性和强氧化性溶液，为化工设备高温高压系统。与阴极保护相比，阳极保护更需要采用坚固耐用的固体参比电极。辅助阴极对材料的要求：在阴极电流作用下耐腐蚀和具有较高的强度。41电化学保护技术4.阳极保护系统直流电源的注意事项：不要采用简单的跳闸式继电保护：某种原因出现电流增大时，以避免重新建立钝化。在原因未查明之前，不允许连续通大电流，以免造成严重的活性溶解腐蚀或过钝化腐蚀。用于阳极保护的恒电位仪一般都设计一个限流装置。 直流电源和阴极保护相比

8、，阳极保护更需要采用恒电位仪。42电化学保护技术4.阳极保护系统恒槽压阳极保护：作用：与参比电极一样，控制电位。前提：辅助阴极的电位随电流变化而变化不大 与参比电极相比：简化保护系统避免了因参比电极系统出现故障而使恒电位失灵 43电化学保护技术5.阳极保护的工业应用适合阳极保护的体系氧化性强的体系44电化学保护技术5.阳极保护的工业应用阳极保护的应用条件只适用于活化钝化金属。钝化区电位范围不小于50mv，致钝电流密度、维钝电流密度合适。卤素离子（主要指Cl-）浓度不能过高。工业上阳极保护应用于：不锈钢-浓硫酸系统碳钢-氨水储罐45电化学保护技术6.阳极保护与阴极保护的比较相同点均属于电化学保护

9、。适用于电解质溶液中的金属保护，要求液相连续；对气相无效。46电化学保护技术6.阳极保护与阴极保护的比较不同点：项目阴极保护阳极保护适用金属一切金属适用于活化-钝化金属腐蚀介质碱液、盐液、弱酸液强腐蚀性、强氧化性安装费低高运行费中到高很低外加电流不代表腐蚀率更需采用恒电位仪被保护金属腐蚀率的直接尺度操作条件实验确定由电化学测试精确确定47表面涂层防腐技术1.涂层防腐也叫涂装防腐。定义：把具有防腐功能的涂料涂在机械表面上，经干燥固化形成均匀的涂膜，达到防止外部介质腐蚀的目的。既可作为独立的防腐措施，也可与其他防腐措施联合使用。48表面涂层防腐技术1.涂层组成成膜物质颜料溶剂助剂涂料由油脂、天然或

10、合成树脂制成 涂层颜色和遮盖力、防腐和防污，增强涂层的机械性能 降低涂料黏度用量小，改善涂料的储存性、施工性以及涂层的物理性质49表面涂层防腐技术1.涂层组成涂层组分：涂料涂刷在物体表面干燥固化，发生某些物理和化学变化之后，除去了挥发性的溶剂等，留下的物质。涂层的化学组成取决于所用涂料的组成和性质。 50表面涂层防腐技术2.性能测试盐雾试验：湿热试验：将涂层样板划伤后斜置于盐雾箱中，观察样板锈蚀、锈蚀蔓延和起泡程度。 将涂层样板垂直悬挂在样板架上，放人温度为(471)、相对湿度为(962)%的调温调湿箱中，观察漆膜变色、起泡、脱落和基材生锈程度。 51表面涂层防腐技术2.性能测试化学试剂浸渍试

11、验：耐候试验：其他方法：将涂层样板部分浸入介质，在液面下的涂层受介质直接浸渍，液面上的涂层受介质蒸气侵蚀，观察涂层有无失光、变色、起泡、起皱、生锈、剥落等现象。分室外天然曝晒和室内加速曝晒。观察涂层失光、粉化、开裂、剥落等现象。用于地下埋设管道涂层测试的阴极脱层试验法，适用于实验室研究的电化学法。 52表面涂层防腐技术3.防腐机理减少腐蚀电流方法增大阴极极化增大阳极极化增大阴阳极间电阻减小驱动力涂层在金属表面形成连续保护膜，隔开金属同腐蚀环境颜料的作用 涂层作用 减少阴极面积 53表面涂层防腐技术3.涂装技术基材处理目的：去除金属表面附着的或生成的异物，使金属表面有一定的耐蚀性和粗糙度，提高金

12、属基体与涂层的附着力。处理方法机械法化学法54表面涂层防腐技术3.涂装技术涂料选择1) 根据腐蚀环境条件的选用 酸性介质：用酚醛漆 碱性介质：用环氧树脂漆 地下土壤：用沥青漆注意：设备储存介质变化，涂层也应重新 评估与选择。55表面涂层防腐技术3.涂装技术涂料选择2) 根据被涂金属材料性质选用材料性质不同，涂料对其保护机理有差别。如有的是通过促进钝化来保护，而有的是通过阴极保护作用来防腐。因此要将材料、涂料的性质结合起来分析、选用。举例：钢铁的防锈 铝材红丹漆红丹漆X富锌涂料，如铬酸锌56表面涂层防腐技术3.涂装技术涂料选择3) 根据施工条件选用挥发性漆适宜喷涂，若无喷涂设备最好不要用挥发性漆

13、。不具备高温烘烤设备，应选用常温固化型涂料。4) 根据经济效果条件选用做好经济分析、对比。57表面涂层防腐技术3.涂装技术涂层施工的工序涂料与金属的结合，大多是机械性的粘合和附着，而涂层的破坏绝大部分是剥落和脱层。涂层与基体间的结合强度是决定涂层使用寿命的关键，需重视涂层施工。58表面涂层防腐技术3.涂装技术涂层施工的工序注意：涂漆需在上一道漆干燥固化后进行。59表面涂层防腐技术3.涂装技术常用管道绝缘层沥青防腐层环氧煤焦油沥青防腐层聚乙烯、硬质聚氨酯泡塑料防腐保温层环氧粉末涂层混凝土覆盖层塑料覆盖层搪瓷或玻璃覆盖层石油天燃气内防腐60添加缓蚀剂定义和分类缓蚀剂是具有抑制金属腐蚀功能的无机物和

14、有机物的总称。在腐蚀环境中投加少量这种化学物质就能有效防止或减缓金属的腐蚀速度。缓蚀剂分类详见P86。从腐蚀防护分类上讲，缓蚀剂保护是属于腐蚀介质的处理。61添加缓蚀剂缓蚀机理吸附理论成膜理论物理吸附：缓蚀剂分子与金属表面有静电引力和分子间作用力而使缓蚀剂分子被吸附在金属表面。化学吸附：缓蚀剂分子与金属表面形成化学键而使缓蚀剂分子被吸附在金属表面。缓蚀剂与金属或腐蚀介质中的离子发生反应，在金属表 面形成不溶或难溶的具有保护性的化合物薄膜。钝化膜：缓蚀剂氧化金属表面形成氧化物膜。沉淀膜：缓蚀剂与金属表面阳极溶解出来的金属离子生成难溶性产物沉积于阳极表面，形成保护膜。62添加缓蚀剂缓蚀机理电化学理

15、论：缓蚀剂加大对阴极过程或阳极过程的阻滞（极化），从而减缓金属的腐蚀。气相缓蚀剂的作用机理：缓蚀剂汽化到密封空间中和潮湿空气中与湿气一起凝附在金属表面，然后水解成相应的缓蚀性物质起保护作用。 63添加缓蚀剂影响缓蚀剂作用的因素缓蚀剂浓度温度介质流速介质PH值64添加缓蚀剂影响缓蚀剂作用的因素缓蚀效率用公式表示：K不加缓蚀剂时腐蚀速度K加缓蚀剂时腐蚀速度65工艺防腐技术概述解决常减压装置“三顶”（初馏塔、常压塔、减压塔顶）系统，以及催化裂化、焦化、重整、加氢精制、加氢裂化等装置分馏系统中低温轻油部位设备、管道腐蚀。塔顶冷凝水中含有大量的Cl-，易引进奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂，双相不锈钢和钛是较

16、为合适的材料，但价格较为昂贵，选材主要以碳钢为主，辅以工艺防腐。66工艺防腐技术炼油厂工艺防腐措施原油电脱盐注碱注中和剂注缓蚀剂注水一脱四注一脱三注67工艺防腐技术电脱盐石油加工的第一道工序，从原油中脱除盐、水和其它杂质。是一种防腐手段，也是脱除石油中碱金属和重金属的有效手段，保证后续加工所用的催化剂的性能。深度脱盐：原油脱后含盐3mg/L， 或者含钠量1mg/L。68工艺防腐技术电脱盐过程原油预热注洗涤水注入破乳剂电脱盐罐电力作用小水滴聚结大水滴在油层中沉降与原油中残留盐、水及其它杂质充分混合高压电场由液面计控制,连续自动排出破坏油水乳状液，促进油、水、杂质分离69工艺防腐技术电脱盐本质：注

17、水洗盐。主要包括三个工艺过程：油、水、破乳剂的混合电化学破乳大水滴的沉降70工艺防腐技术注碱知识回顾 MgCl2、CaCl2、NaCl的水解排序？71工艺防腐技术注碱目的：使脱盐后残留在原油中的MgCl2和CaCl2变为不水解的NaCl，减少HCl的生成量，以便控制腐蚀。 MgCl2+2NaOH 2NaCl+Mg(OH)2 CaCl2+2NaOH 2NaCl+Ca(OH)2或者 MgCl2+NaCO32NaCl+MgCO3 CaCl2+ NaCO32NaCl+CaCO372工艺防腐技术注碱做为抑制环烷酸腐蚀的重要手段曾在部分炼油厂应用，防腐效果显著，但考虑Na对后续装置催化剂的影响，中国石化下

18、文停止注碱。注碱作为重要的工艺防腐措施，国外仍采用。若渣油进焦化，不进催化，没有因Na对催化剂的影响，可考虑注碱。73工艺防腐技术注碱 原油泵入口 原油泵出口 加热炉入口 转油线 位置NaOH：2%5%Na2CO3：4%10%浓度NaOH：730ppmNa2CO3：3050ppm注量74工艺防腐技术注中和剂中和剂：有机胺和氨水选择方案全有机胺中和剂：迅速进入初凝区中和冷凝的HCL，有效减缓初凝区的腐蚀，还可避免氨盐结垢而引起的垢下腐蚀。氨水+中和缓蚀剂：含有一定量的有机胺中和剂，降低成本。氨水+缓蚀剂：传统方案，氨水中和能力差，需过量注入，氨盐结垢而引起垢下腐蚀。大量采用75工艺防腐技术注中和

19、剂1.中和塔顶的腐蚀性酸液（HCL），提高冷凝液的PH值，减缓设备的腐蚀。2.增加硫化氢的溶解度，促使表面较快地生成FeS保护膜，进一步降低腐蚀。作用76工艺防腐技术注中和剂1.氯化铵和水有不同的蒸汽压曲线，当氯化铵分压较高时，会在水冷凝之前先凝结，且大都带有结晶水。在100温度下，当有H2S存在时，含水的氯化铵有很高的腐蚀速度，使设备腐蚀穿孔。 2.在中等pH值区域(pH6.66.8)生成的NH4HS是腐蚀性很强的物质。 缺 点77工艺防腐技术注中和剂解决方法：注氨与注水相结合对HCl：被稀释，pH值提高，减轻腐蚀。 对NH4C1：被溶解，避免塔顶冷凝器因热NH4Cl沉积而造成的严重垢下腐蚀

20、。 78工艺防腐技术注缓蚀剂讨论常减压装置“三顶”系统采取了电脱盐、注中和剂等防腐措施后，为什么还要注缓蚀剂？控制HCl-H2S-H20的腐蚀 79工艺防腐技术注缓蚀剂 高pH值对碳钢防腐有效，但容易造成铵盐堵 必要性 主张低PH值操作，用缓蚀剂作补充保护 HCL在水分冷凝前不能全部中和 ，且还存有80以上的H2S 中和生成的NH4Cl，即使是水溶液，依然还有腐蚀性 80添加缓蚀剂缓蚀剂应用注量注入方案分预膜期注入和正常注入。初次投用和每次检修后的前15天为预膜期。注入量依据侧线的酸值、监测的铁离子和腐蚀探针来确定。预膜期注量不超30mg/L，正常注量不超20mg/L。注入点的选择抑制炼油厂的

21、高温环烷酸腐蚀。用于碳钢和低合金钢管道的防腐。加工高酸原油的减压塔侧线，如减二线、减三线和减四线。81工艺防腐技术注水抑制氨盐结垢，避免垢下腐蚀控制和调节初凝区位置谈话管理系统 稀释初凝区的酸液，提高初凝区PH值注水目的82注水量注水量一般为5%7%控制注水中腐蚀介质含量，防止注水堵管。工艺防腐技术注水注入口结构塔顶注水时需考虑注水点的结构以及注入水与油料的混合。避免在注水点附近产生局部露点腐蚀。83炼油厂常用腐蚀监检测方法腐蚀监检测什么是腐蚀监检测?为什么要进行腐蚀监检测?它有哪些方法?问 题84炼油厂常用腐蚀监检测方法腐蚀监检测 利用各种仪器工具和分析方法确定材料在工艺介质环境中的腐蚀速度

22、，及时为工程技术人员反馈设备腐蚀信息，从而采取有效措施减缓腐蚀，避免腐蚀事故的发生。定义85炼油厂常用腐蚀监检测方法腐蚀监检测判断腐蚀发生的程度和腐蚀形态监测腐蚀控制方法的使用效果（如选材、工艺防腐等）对腐蚀隐患进行预警判断是否需要采取工艺措施进行防腐评价设备管道使用状态，预测设备管道的使用寿命帮助制定设备管道检维修计划目的86炼油厂常用腐蚀监检测方法腐蚀监检测按腐蚀结果直接获得方法直接监测间接监测腐蚀挂片电阻探针线性极化电阻探针交流阻抗探针电化学噪声探针超声波检测（测厚）射线照片红外线温度分布图87炼油厂常用腐蚀监检测方法腐蚀监检测测厚在线腐蚀监测腐蚀挂片腐蚀介质分析腐蚀产物分析装置停工腐蚀

23、检查炼厂常用方法88炼油厂常用腐蚀监检测方法腐蚀监检测通过测量壁厚的减薄来反映腐蚀速度。采用超声波测厚仪，根据被测设备和管道选择适当的探头和耦合剂。测厚测厚普查测厚：定点测厚在线定点定期测厚检修期间测厚结合压力容器和工业管道的检验工作进行，应包含全部定点测厚点。89炼油厂常用腐蚀监检测方法腐蚀监检测将多个腐蚀探针的监测信号通过模数转换、远程传输、数据处理、软件集中控制等实现多路在线自动腐蚀监测。在线腐蚀监测90炼油厂常用腐蚀监检测方法腐蚀监检测现场腐蚀挂片监测：一个大修周期，挂片失重，计算腐蚀速度，主要用于设备选材研究。挂片探针技术：属在线监测技术的一种。对装置重点腐蚀部位进行监测。腐蚀挂片监

24、测91炼油厂常用腐蚀监检测方法腐蚀监检测腐蚀介质及腐蚀产物的监测物料中腐蚀介质监测分析：判断被监测部位总的腐蚀情况，以便及时调整工艺操作。监测、评价工艺防腐措施的使用效果。腐蚀介质监测分析.doc92炼油厂常用腐蚀监检测方法腐蚀监检测腐蚀介质及腐蚀产物的监测腐蚀产物分析：在装置运行或检修期间，对腐蚀设备进行腐蚀产物取样分析，判断腐蚀产物的组成，为确定腐蚀机理提供依据。3号柴油加氢新氢机气阀处垢物分析情况采样地点：入口过滤网分析结果：主要腐蚀产物是NH4Cl及FeCl2产物来源：航煤加氢装置的循环氢环氢中含有H2S、HCl和水份，对航煤加氢至3号柴油加氢管线造成腐蚀，腐蚀垢物带至3号柴加新氢机。93炼油厂常用腐蚀监检测方法腐蚀监检测装置停工期间腐蚀检查装置停工检修前，需根据装置运行情况制定腐蚀检查方案。装置停工期间，成立专业腐蚀检查队伍，对装置进行全面腐蚀检查，对腐蚀严重部位进行照相，并采集腐蚀产物进行分析