第五章炼油设备的腐蚀与防护PPT课件
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化工设备的腐蚀与防护精品PPT课件
溶液中的 氧化性酸或负离子还原 NO3 + 2H- + e-
RH2 + H2O RH2
NO2 + H2O
5
5.1.3化工设备常见的电化学腐蚀类型
1.点蚀
点蚀现象
孔蚀是高度局部的腐蚀形态。金属表面的大部分不腐蚀或腐蚀轻 微, 只在局部发生一个或一些孔。孔有大有小，一般孔表面直径
等于或小于孔深 。
２）可应用声学方法和超声波衰减方法；金相法。
３）脱合金后硬度降低，脆性增加，强度下降。
硅-黄铜合金脱锌后 留下多孔红色铜
16
5.应力腐蚀破裂
材料在应力和腐蚀介质共同作用下的破裂，简称 SCC(Strain Corrosion crack)
三个必要条件——应力（一般指拉应力）、腐蚀介质、
敏感的材料
4
典型的阴极反应
在酸性水溶液中 2H+ + 2e-
H2
在酸性水溶液中有溶解氧存在时 2H+ + 1/2O2 + 2e-
H2O
在脱气的碱性溶液中 H2O + e-
1/2H2 + OH-
在含氧的碱性溶液中 H2O+ 1/2O2 + 2e-
2OH-
溶液中存在高价金属离子Cu Cu2+ + 2e-
Cu
有机化合物的还原 RO + 4e- + 4H+ R + 2e- + 2H+
8
3.电偶腐蚀
机理：两种不同电位金属电极构成的宏观原电池的腐
蚀电位低的成为阳极，腐蚀加剧。电位高的为阴极， 腐蚀减轻。
减少电偶腐蚀倾向的措施
1、选用电位差小的金属组合 2、避免小阳极、大阴极，减缓腐蚀速率 3、用涂料、垫片等使金属间绝缘 4、采用阴极保护
RH2 + H2O RH2
NO2 + H2O
5
5.1.3化工设备常见的电化学腐蚀类型
1.点蚀
点蚀现象
孔蚀是高度局部的腐蚀形态。金属表面的大部分不腐蚀或腐蚀轻 微, 只在局部发生一个或一些孔。孔有大有小，一般孔表面直径
等于或小于孔深 。
２）可应用声学方法和超声波衰减方法；金相法。
３）脱合金后硬度降低，脆性增加，强度下降。
硅-黄铜合金脱锌后 留下多孔红色铜
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5.应力腐蚀破裂
材料在应力和腐蚀介质共同作用下的破裂，简称 SCC(Strain Corrosion crack)
三个必要条件——应力（一般指拉应力）、腐蚀介质、
敏感的材料
4
典型的阴极反应
在酸性水溶液中 2H+ + 2e-
H2
在酸性水溶液中有溶解氧存在时 2H+ + 1/2O2 + 2e-
H2O
在脱气的碱性溶液中 H2O + e-
1/2H2 + OH-
在含氧的碱性溶液中 H2O+ 1/2O2 + 2e-
2OH-
溶液中存在高价金属离子Cu Cu2+ + 2e-
Cu
有机化合物的还原 RO + 4e- + 4H+ R + 2e- + 2H+
8
3.电偶腐蚀
机理：两种不同电位金属电极构成的宏观原电池的腐
蚀电位低的成为阳极，腐蚀加剧。电位高的为阴极， 腐蚀减轻。
减少电偶腐蚀倾向的措施
1、选用电位差小的金属组合 2、避免小阳极、大阴极，减缓腐蚀速率 3、用涂料、垫片等使金属间绝缘 4、采用阴极保护
油气田的腐蚀与防护 ppt课件
孔内小阳极，促进腐蚀向深度方向 发展
（a）
（b）
图2.1 P110试样表面腐蚀产物膜结构和特征。（a）呈现蜂窝状腐 蚀，（b）口小底大烧瓶型
ppt课件
16
5. 温度对二氧化碳腐蚀机理的影响
低温，腐蚀产物膜 中 温 ， 100oC 左 右 ，高 温 ， 约 大 于
少，均匀腐蚀
膜局部破裂，局部 150oC ， 膜 致 密 ，
ppt课件
13
3.二氧化碳腐蚀常见形态
– 国际研究普遍认为：
CO2局部腐蚀有以下三种典型机理 – 台地状腐蚀 – 蜗旋状腐蚀 – 点状腐蚀 – 我们研究发现，腐蚀后试样表面呈现为图2.1所示的蜂窝状和 底 大口小的烧瓶型点状腐蚀
ppt课件
14
ppt课件
15
4.微观腐蚀形态
（a）
闭塞电池效应很强：外大阴极，
(1-1)
ppt课件
10
几种典型腐蚀介质的腐蚀速率对比图
ppt课件
11
三 二氧化碳腐蚀简介
1. 反应机理： 阳极反应机理 Fe=Fe2+ +2e
Fe + HCO3-=FeCO3 +2e+H+ Fe+CO32-=FeCO3 +2e 也有认为初始腐蚀产物为Fe(OH)2，或Fe(HCO3)2 Cr+ 3OH- =Cr(OH)3+ 3e
» —— 高温和/或高压环境
» —— H2S、CO2、O2、Cl-和水分是主要腐蚀物质
» H2S、CO2、O2 是 腐蚀剂
» 水
是 载体
» Cl-
是 催化剂
– 就H2S、CO2和O2三种腐蚀剂来说，其腐蚀速率相对
（a）
（b）
图2.1 P110试样表面腐蚀产物膜结构和特征。（a）呈现蜂窝状腐 蚀，（b）口小底大烧瓶型
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5. 温度对二氧化碳腐蚀机理的影响
低温，腐蚀产物膜 中 温 ， 100oC 左 右 ，高 温 ， 约 大 于
少，均匀腐蚀
膜局部破裂，局部 150oC ， 膜 致 密 ，
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3.二氧化碳腐蚀常见形态
– 国际研究普遍认为：
CO2局部腐蚀有以下三种典型机理 – 台地状腐蚀 – 蜗旋状腐蚀 – 点状腐蚀 – 我们研究发现，腐蚀后试样表面呈现为图2.1所示的蜂窝状和 底 大口小的烧瓶型点状腐蚀
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4.微观腐蚀形态
（a）
闭塞电池效应很强：外大阴极，
(1-1)
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几种典型腐蚀介质的腐蚀速率对比图
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三 二氧化碳腐蚀简介
1. 反应机理： 阳极反应机理 Fe=Fe2+ +2e
Fe + HCO3-=FeCO3 +2e+H+ Fe+CO32-=FeCO3 +2e 也有认为初始腐蚀产物为Fe(OH)2，或Fe(HCO3)2 Cr+ 3OH- =Cr(OH)3+ 3e
» —— 高温和/或高压环境
» —— H2S、CO2、O2、Cl-和水分是主要腐蚀物质
» H2S、CO2、O2 是 腐蚀剂
» 水
是 载体
» Cl-
是 催化剂
– 就H2S、CO2和O2三种腐蚀剂来说，其腐蚀速率相对
炼油装置的设备腐蚀与防护
炼油装置的设备腐蚀与防护原油特点：低硫原油：低酸原油：酸值V0.5mgKOH/g的原油；含硫原油：含酸原油：酸值在0.5〜ImgKOH/之间的原油高硫原油：高酸原油：酸值大于1mgKOH/g高硫高酸原油：胜利孤岛（TAN 2.10 mgKOH/g S 1.9 %）劣质原油：（高酸高钙原油）辽河稠油（TAN 2.10 mgKOH/g Ca 284ppm）、硫化物的腐蚀原油中的硫化物分为活性硫化物与非活性硫化物，活性硫化物主要为单质硫、硫醇（R-SH、）硫化氢、小分子多硫化物等, 非活性硫化物主要为硫醚（R-S-R）、噻吩等大分子硫化物。
活性硫含量越高则腐蚀性越强，但原油硫含量（活性硫与非活性硫的总含量）与腐蚀性之间无明确的关系。
原油硫含量大于1%的为高硫原油。
硫化物的腐蚀与温度密切相关。
①、T < 120 C，无水情况下无腐蚀性，有水存在时，则形成低温湿硫化氢腐蚀环境。
②、120C VT W 240C，活性硫化物未分解，腐蚀性很低。
③、240C VT W 340C，硫化物开始分解生成硫化氢，腐蚀性增强，随着温度的升高而腐蚀加剧。
④、340C VTV400C，硫化氢分解为H和S,硫醇开始参与腐蚀反应，腐蚀进一步加剧。
⑤、426C VTV430C ,高温硫腐蚀最严重。
⑥、T>480C，腐蚀性下降；高于500C后为氧化腐蚀。
2、无机盐的腐蚀原油中含有水分，水分中含有盐类，主要成分是氯化钠、氯化镁和氯化钙。
氯化镁和氯化钙易受热水解，生成氯化氢。
氯腐蚀。
3、环烷酸的腐蚀环烷酸为原油中各种酸（有机酸）的混合物，分子量在很大 范围内变化（180〜350）。
环烷酸的腐蚀性与温度密切相关。
220C 以下时基本无腐蚀性，以后随温度的升高腐蚀性逐渐增强，在 270〜280 C 时腐蚀最大，温度再升高则腐蚀性下降。
温度升高到 350 C 附近时腐蚀又急剧增加，400 C 以上就没有腐蚀了。
环烷酸腐蚀发生在液相，若气相中没有凝液产生，也没有雾沫夹带，则中，流速高的部位腐蚀越严重，因而被腐蚀的金属表面光滑，呈 沟槽状。
炼油设备的腐蚀与防护培训课件
三、常减压装置的防护措施
2. 选用耐蚀材料
三、常减压装置的防护措施
2. 选用耐蚀材料
三、常减压装置的防护措施
2. 选用耐蚀材料
三、常减压装置的防护措施
2. 选用耐蚀材料
三、常减压装置的防护措施
3. 其他防护方法
常减压蒸馏装置原油加工，可采用高硫高酸值和低硫低酸 值原油混炼，以降低介质含量减轻腐蚀。
NH3 H2S NH4HS
生成的氯化氨在浓度较高时会以固体的形式析出， 造成垢下腐 蚀。注氨是调节pH值减缓腐蚀的重 要措施。石化总公司系统目前都是注氨水，国外
三、常减压装置的防护措施
1. 一脱四注 1.4 注缓蚀剂
缓蚀剂种类特别多，应适当评选。缓蚀剂能在金 属外表形成一层保护膜。 1.5 注水
0.37 0.38
0.32
0.11～0.20
0.18～0.8l 1.28～1.80
4.95 2.52 0.17 0.03
密度，g/cm3 0.864
0.86～0.92 0.9 0.9
0.85～O.92
5.国内外原油所含腐蚀介质
表3-2进口原油腐蚀介质含量
产地
腐蚀介质
伊坎巴里
阿塔克
印度尼西亚
韦杜里 贝坎拜
①氢脆。 ②外表脱碳。 ③内部脱碳(氢腐蚀)。 2.3有机溶剂 气体脱硫、润滑油精制均要使用有机溶剂，如乙醇胺、
糠醛、二乙二醇醚、酚等。生产过程中会发生降解、 聚合、氧化等作用而生成某些腐蚀设备的物质。
2.4氨 2.5烧碱(NaOH) 在炼油厂中，各种钢及不锈钢由烧碱(NaOH)造成的应 力腐蚀开裂也是常见的。通常此种开裂称为“碱脆〞。 2.6硫酸 炼油厂中硫酸主要用于烷基化，电精制等装置。炼油
炼油厂设备腐蚀与防护概述(PPT 73页)
中国石化青岛安全工程研究院
3.2 环烷酸腐蚀与温度的关系 ♦ T≤220℃时，环烷酸基本不腐蚀；以后随温
度升高，腐蚀速率逐渐增加， ♦ 270～280℃时腐蚀速率达到最大；随着温度
再升高，腐蚀速率又下降， ♦ 350℃附近，腐蚀速率又急骤增加； ♦ 大于400℃时，由于原油中环烷酸已基本气化，
环烷酸腐蚀基本消失。
中国石化青岛安全工程研究院
2.3 硫腐蚀与温度的关系
♦ 240℃<T《340℃讨，硫化物开始分解， 生成H2S，对设备产生腐蚀，并且随着温度升高， 腐蚀加剧。
♦ 340℃<T≤400℃时，H2S开始分解为H2和S， 对设备产生高温硫化腐蚀。
QDRISE © 2006 版权所有 No.2006-002-PPT
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中国石化青岛安全工程研究院 3.3 环烷酸腐蚀特点
♦ 环烷酸腐蚀发生在液相，如果气相中没有 凝结液产生，也没有夹带雾沫，则气象腐蚀是 很小的。如果气相处在露点状态或有雾沫夹带， 则腐蚀加剧。
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中国石化青岛安全工程研究院 4.1 盐酸腐蚀特点
♦ 由于HCl是挥发性的酸，所以在蒸馏过程中， HCl随同原油中的轻馏分以及水分一起挥发，一 起冷凝，造成常压装置塔顶冷凝系统的塔顶部、 冷凝冷却器、空冷器及塔顶管线的严重腐蚀。
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♦ 催化分馏塔顶的含氨冷凝水也可代替氨液注入减压 塔顶冷凝冷却系统，以控制其腐蚀。
QDRISE ©全工程研究院
石油化工设备的防腐措施ppt课件
定期检查与维护
设备检查
定期对石油化工设备进行检查，包括外观、结构、密封件等 ，确保设备处于良好状态。
维护保养
按照设备维护保养手册进行定期保养，包括清洗、润滑、更 换磨损件等，延长设备使用寿命。
运行环境控制
温度控制
保持设备运行温度在适宜范围内 ，避免过高或过低温度对设备造
成腐蚀。
湿度控制
控制设备运行环境的湿度，避免潮 湿环境对设备造成腐蚀。
推进智能化防腐管理
积极推广智能化防腐管理系统，提高设备防腐的智能化水平，降低 设备腐蚀风险。
06
总结与展望
本次课程的主要内容回顾
石油化工设备腐蚀原因及危害
01
讲解了石油化工设备腐蚀的原因、危害以及防腐蚀的重要性。
常用防腐蚀措施
02
介绍了石油化工设备常用的防腐蚀措施，包括材料选择、结构
设计、表面处理、介质控制等。
由于设备在运行过程中受 到机械力作用，导致设备 表面发生机械磨损和疲劳 腐蚀。
腐蚀对设备性能的影响
设备性能下降
腐蚀导致设备表面粗糙度 增加，影响设备传热、传 质和机械性能，进而影响 设备正常运行。
安全隐患
腐蚀严重时可能导致设备 泄漏、爆炸等安全事故， 给企业带来重大损失。
环境污染
石油化工设备在运行过程 中产生的废气、废水等含 有大量有害物质，对环境 造成污染。
案例分析
03
通过实际案例，分析了不同防腐蚀措施在实际应用中的效果和
优缺点。
对未来发展的展望与建议
进一步加强基础研究
推广新型防腐蚀技术和材料
加大对石油化工设备防腐蚀基础研究的投 入，深入了解腐蚀机理和规律，为防腐蚀 措施的研发提供理论支持。
炼油化工设备的腐蚀与防护
2RCOOH FeS Fe( RCOO)2 H 2 S
腐蚀的特征为：环烷酸腐蚀的金属表面清洁、光滑无垢。流速高时能产 生与液流同向的沟槽1. 一脱四注
1.1 脱盐
脱盐是工艺防护中最重要的一个环节，目的是去除原油中引起 腐蚀的盐类。脱除原油中的氯化物减少塔顶Cl-的含量，可以 减轻腐蚀。目前要求原油深度脱盐，如脱盐深度不够，则不 能有效去除Ca、Mg盐类。 如果将脱盐稳定在3mg/L以下就能把腐蚀介质控制在一个较低范 围。脱盐的效果与原油性质（乳化液稳定性、比重、粘度）、 破乳剂、温度、注水及电场强度等多种因素有关，一般脱盐 温度为100～120℃，破乳剂用量50～20ppm，注水4～10%。
Fe 2HCl FeCl2 H 2
Fe H 2 S FeS H 2
FeS 2HCl FeCl2 H 2 S
硫化氢和氯化氢在没有水存在时，对设备几乎没有腐蚀。在气相变液相 的部位，出现露水后，则会出现HCl-H2S-H2O型的腐蚀介质。
二、常减压装置的主要腐蚀类型
2.1 高温硫化物的腐蚀
当炼油设备壁温高于250℃且又处于H2S环境下时，就会受到H2S腐蚀， 主要集中在常压炉及出口转油线、常压塔、减压炉、减压塔、减压转油 线等部位，近年来原油的硫含量有逐步增大的趋势。这类腐蚀表现为设 备表面减薄，属均匀腐蚀。
2.2 环烷酸腐蚀
在常减压的减二、减三线腐蚀严重，在220℃以下时，环烷酸的腐蚀并 不剧烈，但随温度升高有逐步增大的趋势。在280℃以上时，温度每升 高55℃，环烷酸对碳钢和低合金钢的腐蚀速度就增加三倍，直到385℃ 时为止。由于环烷酸的沸点在280℃左右，故在此使腐蚀为最厉害，而 当高于350℃时，又由于H2S的影响而加剧，以后随温度的升高，腐蚀 速度就下降了。 Fe 2RCOOH Fe( RCOO)2 H 2
炼油装置中的腐蚀类型及防护措施详解PPT课件
加工含盐、硫较多的原油对炼厂设备腐蚀极为严重，其程度除与盐、硫 含量有关外，还与腐蚀环境有关。其腐蚀环境可分为高温和低温两大类，每一类 又因其他介质如 HCI、HCN等的加入而又有其不同的腐蚀类型 。原油脱盐后， 含盐量量小于 5mg／L，塔顶冷凝水含 Cl-含量应小于 0．002％。
第10页/共53页
• 所以各炼厂经一次脱盐后，所剩 的盐类中镁盐、钙盐仍为主要成分。 这就是系统中存在HCl的主要来源 。
第8页/共53页
• 即使炼制低硫原油（如大庆原油），如果 脱盐效果不好，或不进行脱盐，则原油中 的盐在常压塔顶冷凝冷却部位，因HCI-
H2S- H2O而导致的腐蚀同样严重。所以无
论炼制何种含硫原油 第9页/共53页 ，均应注意原油脱盐， 控制脱盐后的含盐量。 。
氢30～40mg/L）相比，设备腐蚀程度并无明显
加CI- 2S-H2O 部 位 防 腐 措 施 ： 此 部 位 防 腐 以 工 艺 防 腐 为 主 、 材 料 防 腐 为 辅 。
工艺防腐采用“一脱四注”（脱盐、注碱、注缓蚀剂、注氨及注水）。经“一脱四注” 后．控制适当的工艺指标，如当 PH值为 7．5～8．5时，则碳钢设备如常压塔顶空冷 器的腐蚀速率可低于0．2mm/a。
第39页/共53页
（2）S-H2S-RSH－RCOOH（环烷酸）型
腐蚀部位：基本同于S－H2S-RSH型，但目前炼制高酸值原油的炼油厂，主要腐 蚀部位集中在减压炉、减压转油线及减压塔进料段以下部位，常压炉系统戏之，焦 化装置又次之。
腐蚀形态：环烷酸作用的腐蚀形态为带有锐角边的蚀坑和蚀槽。
第40页/共53页
•
氰离子在碱性的H2S－H2O溶液中有两
种作用：氰化物溶解保护膜FeS，而加速H2S
石油化工设备的防腐措施ppt课件
性能。
注意材料的加工性能、机械性能 、物理性能等，确保材料在使用 过程中不会出现开裂、变形等问
题。
严格按照材料的使用说明进行操 作，避免因操作不当导致设备腐
蚀。
耐腐蚀材料应用案例分析
某石油化工企业使用不锈钢材料制造反应釜，由于介质中含 有氯离子，导致反应釜内壁发生严重腐蚀。经过分析，选用 高耐腐蚀的不锈钢材料并采取相应的防腐措施，成功解决了 设备腐蚀问题。
经济损失
设备腐蚀导致频繁更换零 部件、停产维修等，增加 生产成本和维修费用。
02
石油化工设备防腐措施分类
防腐蚀涂料
耐腐蚀涂料
采用耐腐蚀颜料、树脂和添加剂 等制成的涂料，具有较好的耐腐 蚀性能，能够保护设备表面免受
腐蚀。
防锈涂料
能够抑制金属生锈的涂料，如富锌 底漆、环氧富锌底漆等，能够提供 长期的防锈保护。
防腐蚀材料
采用特殊工艺制成的防腐蚀材料，如 不锈钢、钛合金等，具有较好的耐腐 蚀性能和机械性能。
防腐蚀结构设计
结构优化设计
通过优化设备结构，减少应力集 中、缝隙等易腐蚀区域，提高设
备的耐腐蚀性能。
防腐蚀结构设计
采用特殊的防腐蚀结构设计，如 牺牲阳极保护、外加电流保护等 ，能够提供长期的防腐蚀保护。
某石油化工企业使用玻璃钢材料制造储罐，由于储罐内介质 为酸性介质，导致玻璃钢储罐出现开裂、变形等问题。经过 分析，选用耐酸性较好的玻璃钢材料并采取相应的防腐措施 ，成功解决了设备腐蚀问题。
05
石油化工设备防腐蚀结构设计 应用
防腐蚀结构设计原则与要求
结构简单
避免设备结构过于复杂，减少死角和缝隙，降低腐蚀风险。
石油化工设备的防腐措施ppt 课件
汇报人： 日期:
注意材料的加工性能、机械性能 、物理性能等，确保材料在使用 过程中不会出现开裂、变形等问
题。
严格按照材料的使用说明进行操 作，避免因操作不当导致设备腐
蚀。
耐腐蚀材料应用案例分析
某石油化工企业使用不锈钢材料制造反应釜，由于介质中含 有氯离子，导致反应釜内壁发生严重腐蚀。经过分析，选用 高耐腐蚀的不锈钢材料并采取相应的防腐措施，成功解决了 设备腐蚀问题。
经济损失
设备腐蚀导致频繁更换零 部件、停产维修等，增加 生产成本和维修费用。
02
石油化工设备防腐措施分类
防腐蚀涂料
耐腐蚀涂料
采用耐腐蚀颜料、树脂和添加剂 等制成的涂料，具有较好的耐腐 蚀性能，能够保护设备表面免受
腐蚀。
防锈涂料
能够抑制金属生锈的涂料，如富锌 底漆、环氧富锌底漆等，能够提供 长期的防锈保护。
防腐蚀材料
采用特殊工艺制成的防腐蚀材料，如 不锈钢、钛合金等，具有较好的耐腐 蚀性能和机械性能。
防腐蚀结构设计
结构优化设计
通过优化设备结构，减少应力集 中、缝隙等易腐蚀区域，提高设
备的耐腐蚀性能。
防腐蚀结构设计
采用特殊的防腐蚀结构设计，如 牺牲阳极保护、外加电流保护等 ，能够提供长期的防腐蚀保护。
某石油化工企业使用玻璃钢材料制造储罐，由于储罐内介质 为酸性介质，导致玻璃钢储罐出现开裂、变形等问题。经过 分析，选用耐酸性较好的玻璃钢材料并采取相应的防腐措施 ，成功解决了设备腐蚀问题。
05
石油化工设备防腐蚀结构设计 应用
防腐蚀结构设计原则与要求
结构简单
避免设备结构过于复杂，减少死角和缝隙，降低腐蚀风险。
石油化工设备的防腐措施ppt 课件
汇报人： 日期:
h炼油设备腐蚀与防护专题.doc
炼油设备腐蚀与防护专题前面我们主要讲述了“金属腐蚀”的基本理论以及腐蚀防护的原则和方法。
本部分主要结合我们的专业特点，利用前面所讲的基本理论，来分析探讨有关炼油厂中的腐蚀情况以及采用的相关防腐措施。
炼油系统中的主要腐蚀介质炼油系统中的腐蚀介质主要来自于原油中的无机盐、硫化物、环烷酸、氮化物、微量金属元素以及石油开采和炼制过程中的各种添加剂等，在原油加工过程中，这些物质会变成或分解成为活性腐蚀介质腐蚀设备。
1．无机盐类原油中的无机盐类主要有NaCI、MgCl2、CaCl2等，盐类的含量一般为(5〜130) x 10-6，其中NaCI 约占75%、MgCl2约占15%、CaCl2约占10%左右，随原油产地的不同，Na、Mg、Ca盐的含量会有很大的差异。
原油加工过程中，这些无机盐会水解成HCl 腐蚀设备，发生水解的反应式如下：MgCl 2 2H 2O Mg(OH )2 2HClCaCl2 2H2O Ca(OH )2 2HCl钠盐通常在蒸馏的情况下不会水解，但当原油中有环烷酸和某些金属元素存在时，在300 C以前就有可能水解成HCl 。
2．硫化物原油中存在的硫化物主要有硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化物以及环状硫化物等。
胜利油以及中东油的含硫量都非常高，原油加工的过程中，硫化物会受热分解成硫化氢而产生腐蚀，硫化氢的生成量主要是由总硫含量、硫的种类及温度等众多因素决定的，但硫化氢的生成量与总的硫含量不成正比。
3．环烷酸环烷酸是一种存在于石油中的含饱和环状结构的有机酸，其通式为RCH 2COOH，石油中的酸性化合物包括环烷酸、脂肪酸、以及酚类，而以环烷酸的含量最多，故一般称石油中的酸为环烷酸，因此石油中的酸是一种非常复杂的混合物，其分子量的差别很大，在180〜700之间，又以300〜400之间的居多，其沸点范围大约在177〜343C之间。
4．氮化物原油中的氮化物主要有吡啶、吡咯及其衍生物。
这些氮化物在常减压装置中很少分解，但在深度加工如焦化和催化裂化等装置中由于催化剂和温度的作用，则会分解为可挥发性的氨及氰化物，对设备产生腐蚀。
石油化工设备腐蚀与防护ppt精选课件
精选ppt
19
• 高温硫腐蚀主要采用材料防腐，炼油装置塔体高温部位可选 用碳钢+0Cr13或0Cr13Al之类的铁素体不锈钢复合板。 0Cr13有较好的耐蚀性，且膨胀系数与碳钢相近，易于制造 复合板。
• 塔内件则可选用0Cr13、碳钢渗铝等，换热器的管束可选 用碳钢渗铝和0Cr18Ni9Ti。
• 塔体材料也可选择碳钢+0Cr18Ni10Ti复合板，其耐硫腐蚀 和环烷酸腐蚀性要优于0Cr13或0Cr13Al，且加工性好。管线 使用Cr5Mo防腐是适宜的，对硫腐蚀严重部位可选用321， 对于转油线弯头等冲刷腐蚀严重的部位，可选用316L。
局部 原油中的汞在蒸馏装置
渗炭
局部 有焦的炉管
脱炭
局部 高温炉管
金属粉尘化
局部 加氢炉、焦化炉、气体涡轮机
选择性浸出
局部 水冷系统的耐酸管道
外部腐蚀
局部 乙烯装置
精选ppt
10
机械失效
失效机理 机械疲劳 腐蚀疲劳
气蚀 机械损伤
超载 超压 脆断 蠕变 应力断裂 热震动 热疲劳
形态 局部 局部 局部 N/A N/A N/A 局部 局部 局部 局部 局部
精选ppt
电化学腐蚀
电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质（ 电解质溶液）发生电化学作用而产生的破坏。任 何一种按电化学机理进行的腐蚀反应至少包含一 个阳极反应和一个阴极反应，并通过金属内部的 电子流和介质中的离子流形成闭路的原电池。在 原电池中电位较负的部位（阳极）就遭受腐蚀， 而电位较正的部位（阴极）就得到了保护，因此 上述原电池也称腐蚀原电池。
当原料或原料油含硫大于0.5%，酸值大于 0.5mgKOH/g，氮大于0.1%时，在加工过程中会造成设备 及其工艺管道较为严重的腐蚀。
典型炼油及石化装置的腐蚀与防护幻灯片PPT
腐蚀。
一、介质的腐蚀特性
4．H2S-CO2-HCl-H2O 由于裂解气中含有硫化氢、有机硫、二氧化碳、
有机酸及微量的氯化氢，因而在急冷水、工艺水
及稀释蒸汽发生器系统中可能构成一个H2S-CO2HCl-H2O，从而对设备造成腐蚀。 5．锅炉给水及循环冷却水水质超标
锅炉给水及循环冷却水水质超标，如硬度、氯离
Ni：镍是使钢材获得稳定的奥氏体组织的主要元 素。
(3)防腐措施 Si：硅的作用主要在于提高钢材的抗渗碳能力和
铸造性能。 Nb：添加锯可以增加钢材的抗渗碳性，同时也可
以提高钢材的蠕变断裂强度和高温塑性。 为了提高钢材的抗渗碳性能，还可添加少量W、
Mo等元素。W、Mo、Nb、Si等元素一起作用可以降 低碳化物周围贫铬区中铬的减少量，又同时可以提 高材料的高温强度和塑性。
③控制对流段冷端炉管露点腐蚀。
2．急冷废热锅炉 (1)腐蚀概况及原因 目前我国引进的乙烯装置中所用的急冷废热锅炉炉
型较多，有施密特、包西格、M-TLX、USX、TLX型 等。由于冷却水质控制状况的不同，这些废热锅炉在 使用中都曾出现一定程度的腐蚀损坏。
(2)防腐措施 由于急冷废热锅炉的腐蚀损坏主要是由于水质不良引 起的，因此对锅炉给水质量进行控制是防腐蚀最为有 效的手段。
第四节 甲醇装置 甲醇是一种具有用途广泛的基本有机化工产品，现 行的工业化甲醇合成工艺基本上是气相合成法，合 成的原料气主要是CO、CO2、H2及少量的N2和CH4。 气相法合成工艺主要有ICI低压甲醇合成法、Lurgi低 压甲醇合成法以及最近发展的TEC新型反应器合成法 这几种。目前使用较为广泛的是ICI、低压甲醇合成 工艺。 甲醇合成工艺一般由造气、净化、合成(转化)及分 馏4个主要部分构成。以乙炔尾气为原料低压合成甲 醇(英国I.C.I专利技术)为例，其工艺流程如下。
一、介质的腐蚀特性
4．H2S-CO2-HCl-H2O 由于裂解气中含有硫化氢、有机硫、二氧化碳、
有机酸及微量的氯化氢，因而在急冷水、工艺水
及稀释蒸汽发生器系统中可能构成一个H2S-CO2HCl-H2O，从而对设备造成腐蚀。 5．锅炉给水及循环冷却水水质超标
锅炉给水及循环冷却水水质超标，如硬度、氯离
Ni：镍是使钢材获得稳定的奥氏体组织的主要元 素。
(3)防腐措施 Si：硅的作用主要在于提高钢材的抗渗碳能力和
铸造性能。 Nb：添加锯可以增加钢材的抗渗碳性，同时也可
以提高钢材的蠕变断裂强度和高温塑性。 为了提高钢材的抗渗碳性能，还可添加少量W、
Mo等元素。W、Mo、Nb、Si等元素一起作用可以降 低碳化物周围贫铬区中铬的减少量，又同时可以提 高材料的高温强度和塑性。
③控制对流段冷端炉管露点腐蚀。
2．急冷废热锅炉 (1)腐蚀概况及原因 目前我国引进的乙烯装置中所用的急冷废热锅炉炉
型较多，有施密特、包西格、M-TLX、USX、TLX型 等。由于冷却水质控制状况的不同，这些废热锅炉在 使用中都曾出现一定程度的腐蚀损坏。
(2)防腐措施 由于急冷废热锅炉的腐蚀损坏主要是由于水质不良引 起的，因此对锅炉给水质量进行控制是防腐蚀最为有 效的手段。
第四节 甲醇装置 甲醇是一种具有用途广泛的基本有机化工产品，现 行的工业化甲醇合成工艺基本上是气相合成法，合 成的原料气主要是CO、CO2、H2及少量的N2和CH4。 气相法合成工艺主要有ICI低压甲醇合成法、Lurgi低 压甲醇合成法以及最近发展的TEC新型反应器合成法 这几种。目前使用较为广泛的是ICI、低压甲醇合成 工艺。 甲醇合成工艺一般由造气、净化、合成(转化)及分 馏4个主要部分构成。以乙炔尾气为原料低压合成甲 醇(英国I.C.I专利技术)为例，其工艺流程如下。
炼油设备的腐蚀及其防护对策
0.1
氮，% 0.0256
0.2053 0.0227
0.0117 0,029 0.065 0.265
0.15 0.13
酸值 mgKOH/g
0.11 0.36 0.33 0.20 0.92 无 0.68 0.23 0.070 0.11 0.077 0.33～O.38 0.13 0.05～0.13 0.O6 0.03 0.31
5.国内外原油所含腐蚀介质
表3-1国内原油腐蚀介质含量
腐蚀介质 产地
盐，mg/L
大庆 辽河(北区) 辽河(中区) 辽河(南区) 大港(羊三木) 胜利(孤岛油) 胜利(孤东油) 胜利(胜利油) “管输油”① 中原油田
20～110 2.O7
7.0～172.8 69.9～l37.4
15.1 183.O 20～200 14.3～129 135
第1节 炼油系统中的腐蚀介质
一、原油中的腐蚀介质 二、炼油厂的腐蚀环境
一、原油中的腐蚀介质
1.硫化物
原油中的硫化物主要包括：硫化氢，硫和硫醇；硫醚，多硫醚，噻吩，二 硫化物等。含硫量在0.1%～0.5%的原油叫做低硫原油；含硫量大于0.5%者 为高硫原油；硫化物含量越高对设备腐蚀就越强。 硫化物对设备的腐蚀与 温度t有关：
Fe 2HCl FeCl2 H2
Fe H2S FeS H2
FeS 2HCl FeCl2 H2S
硫化氢和氯化氢在没有水存在时，对设备几乎没有腐蚀。在气相变液相 的部位，出现露水后，则会出现HCl-H2S-H2O型的腐蚀介质。
二、常减压装置的主要腐蚀类型
1. 低温部位的腐蚀
1.2 低温烟气的露点腐蚀
氢向钢材渗透，导致钢材的脆化，主要形式如下。 ①氢脆。 ②表面脱碳。 ③内部脱碳(氢腐蚀)。
氮，% 0.0256
0.2053 0.0227
0.0117 0,029 0.065 0.265
0.15 0.13
酸值 mgKOH/g
0.11 0.36 0.33 0.20 0.92 无 0.68 0.23 0.070 0.11 0.077 0.33～O.38 0.13 0.05～0.13 0.O6 0.03 0.31
5.国内外原油所含腐蚀介质
表3-1国内原油腐蚀介质含量
腐蚀介质 产地
盐，mg/L
大庆 辽河(北区) 辽河(中区) 辽河(南区) 大港(羊三木) 胜利(孤岛油) 胜利(孤东油) 胜利(胜利油) “管输油”① 中原油田
20～110 2.O7
7.0～172.8 69.9～l37.4
15.1 183.O 20～200 14.3～129 135
第1节 炼油系统中的腐蚀介质
一、原油中的腐蚀介质 二、炼油厂的腐蚀环境
一、原油中的腐蚀介质
1.硫化物
原油中的硫化物主要包括：硫化氢，硫和硫醇；硫醚，多硫醚，噻吩，二 硫化物等。含硫量在0.1%～0.5%的原油叫做低硫原油；含硫量大于0.5%者 为高硫原油；硫化物含量越高对设备腐蚀就越强。 硫化物对设备的腐蚀与 温度t有关：
Fe 2HCl FeCl2 H2
Fe H2S FeS H2
FeS 2HCl FeCl2 H2S
硫化氢和氯化氢在没有水存在时，对设备几乎没有腐蚀。在气相变液相 的部位，出现露水后，则会出现HCl-H2S-H2O型的腐蚀介质。
二、常减压装置的主要腐蚀类型
1. 低温部位的腐蚀
1.2 低温烟气的露点腐蚀
氢向钢材渗透，导致钢材的脆化，主要形式如下。 ①氢脆。 ②表面脱碳。 ③内部脱碳(氢腐蚀)。
炼油化工设备的腐蚀与防护-资料
H 2 S 2 Na N O 2 S a 2 H H 2 O
根据胜利炼油厂的试验结果，每吨原油加入18～27g Na2CO3时，塔顶冷凝水 中Cl-含量可降低80～85%，铁离子可降低60～90%，即腐蚀速度降低。注 碱中和环烷酸是有效的，但耗能大带来不利。在有催化裂化装置的炼油厂 要求Na+的含量小于1ppm，因此，石化总公司要求停止注碱。
H C Nla O Na H H 2 C Ol
N 2 C a 3 2 O H C 2 Nl a H 2 O C C 2 lO
三、常减压装置的防护措施
1. 一脱四注
1.2 注碱
1.2.3 注碱也可以中和原油中的环烷酸和部分硫化氢
RCO NO a H O RH CO H 2 O ONa
2 RC O N 2 C O a 3 O H RC O H 2 O O C2 N Oa
炼油化工设备的腐蚀与防 护-资料
第1节 炼油系统中的腐蚀介质
一、原油中的腐蚀介质 二、炼油厂的腐蚀环境
一、原油中的腐蚀介质
1.硫化物
原油中的硫化物主要包括：硫化氢，硫和硫醇；硫醚，多硫醚，噻吩，二 硫化物等。含硫量在0.1%～0.5%的原油叫做低硫原油；含硫量大于0.5%者 为高硫原油；硫化物含量越高对设备腐蚀就越强。 硫化物对设备的腐蚀与 温度t有关：
三、常减压装置的防护措施
1. 一脱四注
1.4 注缓蚀剂
缓蚀剂种类特别多，应适当评选。缓蚀剂能在金属表面形成一层保护膜。
1.5 注水
油水混合气体从塔顶进入挥发线时，温度一般在水的露点以上（水为气 相），腐蚀极为轻微。当温度逐渐降低，达到露点时，水气即开始凝结成液 体水。凝结之初，少量的液滴与多量的氯化氢气体接触，液体中的氯化氢浓 度很高，pH值很低，因而它的腐蚀性极为强烈。随着凝结水量的增加，液体 水中氯化氢的浓度逐渐降低，pH值则逐渐升高，此时腐蚀也跟着减小。故塔 顶系统腐蚀以相变部位最为严重，液相部位次之，气相部位很轻。
根据胜利炼油厂的试验结果，每吨原油加入18～27g Na2CO3时，塔顶冷凝水 中Cl-含量可降低80～85%，铁离子可降低60～90%，即腐蚀速度降低。注 碱中和环烷酸是有效的，但耗能大带来不利。在有催化裂化装置的炼油厂 要求Na+的含量小于1ppm，因此，石化总公司要求停止注碱。
H C Nla O Na H H 2 C Ol
N 2 C a 3 2 O H C 2 Nl a H 2 O C C 2 lO
三、常减压装置的防护措施
1. 一脱四注
1.2 注碱
1.2.3 注碱也可以中和原油中的环烷酸和部分硫化氢
RCO NO a H O RH CO H 2 O ONa
2 RC O N 2 C O a 3 O H RC O H 2 O O C2 N Oa
炼油化工设备的腐蚀与防 护-资料
第1节 炼油系统中的腐蚀介质
一、原油中的腐蚀介质 二、炼油厂的腐蚀环境
一、原油中的腐蚀介质
1.硫化物
原油中的硫化物主要包括：硫化氢，硫和硫醇；硫醚，多硫醚，噻吩，二 硫化物等。含硫量在0.1%～0.5%的原油叫做低硫原油；含硫量大于0.5%者 为高硫原油；硫化物含量越高对设备腐蚀就越强。 硫化物对设备的腐蚀与 温度t有关：
三、常减压装置的防护措施
1. 一脱四注
1.4 注缓蚀剂
缓蚀剂种类特别多，应适当评选。缓蚀剂能在金属表面形成一层保护膜。
1.5 注水
油水混合气体从塔顶进入挥发线时，温度一般在水的露点以上（水为气 相），腐蚀极为轻微。当温度逐渐降低，达到露点时，水气即开始凝结成液 体水。凝结之初，少量的液滴与多量的氯化氢气体接触，液体中的氯化氢浓 度很高，pH值很低，因而它的腐蚀性极为强烈。随着凝结水量的增加，液体 水中氯化氢的浓度逐渐降低，pH值则逐渐升高，此时腐蚀也跟着减小。故塔 顶系统腐蚀以相变部位最为严重，液相部位次之，气相部位很轻。
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10
三、环烷酸的性。但在高温 下能与铁等生成环烷酸盐，引起剧烈的腐蚀。
❖ 环烷酸的腐蚀起始于220℃，随温度上升而腐蚀 逐渐增加。在270-280℃时腐蚀最大。温度再提高， 腐蚀又下降。可是到350℃附近又急骤增加。400℃ 以上就没有腐蚀了。此时原油中环烷酸已基本气化 完毕，气流中酸性物浓度下降。
4.95 2.52 0.17 0.03
密度，g/cm3 0.864
0.86～0.92 0.9 0.9
0.85～O.92
15
进口原油腐蚀介质含量
腐蚀介质
产地
-
0.31～0.35 0.4l 0.13 0.08
注：①管输油系指胜利、中原、华北等油田的混合原油。
酸值 mgKOH/g
0.016 1.26 0.98～2.26 4.50～4.70
1.31～1.92 2.36
0.40～0.62 0.96～1.96
0.37 0.38
0.32
0.11～0.20
0.18～0.8l 1.28～1.80
则在加工过程中转化为腐蚀介质。此外在炼制过程
中加入的溶剂及酸碱化学剂会形成腐蚀介质，也加
速设备的腐蚀。
-
4
第二节 原油中的腐蚀介质
❖ 一、硫化物的腐蚀 ❖ 原油中的硫化物主要包括：硫化氢，硫和硫醇；硫
醚，多硫醚，噻吩，二硫化物等。 ❖ 通常将含硫量在0.1%-0.5%的原油叫做低硫原油；含
硫量大于0.5%者为高硫原油。 ❖ 硫化物含量越高对设备腐蚀就越强。
1.61～1.80
0.07
0.11～O.19
0.07～0.023
氮，%
0.06～0.24 1.06
0.40～0.6l 0.36～0.38
0.3l 0.43 0.36 0.40～0.63 0.36 0.2l 0.63
0.75
0.056
0.31～O.32
0.O8
0.12～0.15
0.26
0.05
0.11
腐蚀与防护
第五章 炼油设备的腐蚀与防护
-
1
第一节 概述
❖
在石油炼制过程中存在着一系列腐蚀问题。
它直接影响着生产装置的长周期，安全、稳定，满
负荷及优质的运转；并降低工厂开工率，提高工厂
维护费用；消耗大量化学药剂。因而增加工厂成本，
降低工厂的整体效益。近年来由于我国原油变重，
及含硫、含氮、酸值的增加，以及引进中东高含硫
对设备腐蚀开始，并随着温度升高而腐蚀加重。
-
8
❖ （4）340℃﹤t ≤400℃，H2S开始分解为H2和S，此 时对设备的腐蚀反应式为：
❖ H2S → H2 + S Fe + S → FeS ❖ R-S-H(硫醇) + Fe → FeS + 不饱和烃 ❖ （5）420℃﹤t ≤430℃，高温硫对设备腐蚀最快； ❖ （6）t﹥480℃，硫化物近于完全分解，腐蚀率下降。 ❖ （7）t﹥500℃，不是硫化物腐蚀范围，此时为高温
的原油，更加重了设备的腐蚀。
-
2
❖ 炼油设备腐蚀的原因：
❖ 在石油炼制过程中导致设备腐蚀的 原因有二，其一是原油中的杂质；其二 为加工过程中的外加物质。
-
3
❖ 对设备产生腐蚀的杂质有：硫的化合物、无机盐类、 环烷酸、氮的化合物等等。
❖
这些杂质虽然含量很少，但危害却极大。是因
为在加工过程中它们本身有的是腐蚀介质，另一些
大港(羊三木)
国
胜利(孤岛油) 胜利(孤东油)
内 胜利(胜利油)
原 “管输油”①
油 中原油田 腐 南阳
蚀 江汉
介 长庆
20～110 2.O7
7.0～172.8 69.9～l37.4
15.1 26.0 183.O 20～200 14.3～129 135
11.30
249—466.9
140
质 老君庙
20—23.6
-
5
表5-1 原油中的硫化合物
-
6
❖ 硫化物根据对金属的作用，可分为活性硫化物 和非活性硫化物两类。
❖ 活性硫化物能与金属直接发生反应。如通常原 油中含有的硫化氢，硫和硫醇等。
❖ 非活性硫化物则是不能直接同金属反应的，如 硫醚，多硫醚，噻吩，二硫化物等。
❖ 主要与参加腐蚀反应的有效硫化物含量如H2S、 单质硫、硫醇等活性硫及易分解为H2S的硫化物含 量有关。硫化物含量越高则对设备腐蚀就越强。
氧化腐蚀。
-
9
二、无机盐的腐蚀
❖ 原油开采时会带有一部分油田水，经过脱水可 以去掉大部分，但是仍有少量的水分与油乳化液悬 浮在原油中。这些水分都含有盐类，盐类主要成分 是氯化钠、氯化镁和氯化钙。
❖ 在原油加工中，氯化镁和氯化钙很易受热水解， 生成具有强烈腐蚀性的氯化氢（HCl)。而氯化钠在 500℃时尚无水解现象，故无HCl产生。氯化氢含量 高则设备腐蚀严重。
含 克拉玛依(白克) 10.69～20.Ol 量 克拉玛依低凝油 11.74～61.3l
新疆(九区) 新疆(欢三联) 新疆(普通)
31.40
南海
11.3
硫，%
0.11 0.56 0.20～0.40 0.23～0.24 0.33 2.O9 0.35 0.80～1.O5 0.60～0.80 0.35 0.26
-
7
❖ 硫化物对设备的腐蚀与温度有关：
❖ （1）t ≤120℃硫化物未分解，在无水情况下，对设 备无腐蚀；但当含水时，则形成炼厂各装里中轻油
部位的各种风H2S-H2O型腐蚀。成为难以控制的腐蚀 部位。
❖ （2）120℃﹤t ≤240℃，原油中活性硫化物未分解故 对设备无腐蚀。
❖ （3）240℃﹤t ≤340℃，硫化物开始分解，生成H2S
-
11
❖ 环烷酸腐蚀生成特有的锐边蚀坑或蚀槽， 是它与其他腐蚀相区别的一个重要标志。一 般以原油中的酸值来判断环烷酸的含量。
❖ 原油酸值大于0.5mgKOH/g(原油) 时即 能引起设备的腐蚀。
-
12
四、氮化物的腐蚀
❖ 石油中所含氮化合物主要为吡啶，吡咯 及其衍生物。原油中这些氮化物在常减压装 置很少分解。但是在深度加工如催化裂化及 焦化等装置中，由于温度高，或者催化剂的 作用，则分解生成了可挥发的氨和氰化物 ( HCN)。
-
13
❖ 分解生成的氨将在焦化及加氮等装置形
成NH4Cl，造成塔盘垢下腐蚀或冷换设备管 束的堵塞。HCN的存在对催化装置低温H2SH2O部位的腐蚀起到促进作用，造成设备的 氢鼓泡、氢脆和硫化物应力开裂。
-
14
五、国内外原油所含腐蚀介质
腐蚀介质 产地
盐，mg/L
大庆
辽河(北区)
辽河(中区)
辽河(南区)