典型材料耐环烷酸腐蚀模拟试验研究

摘要

环烷酸腐蚀是石油炼制一次加工装置中的高温部位设备及其连接的管线上常常发生的腐蚀形式,又是危害比较严重的腐蚀,是炼制高酸原油中需要解决的难点问题之一。本文通过一套动态环烷酸腐蚀模拟试验装置来模拟研究高温环烷酸介质对炼化装置常用材料的腐蚀,揭示了典型炼化装置材料(碳钢、Cr5Mo、304L、316L)在不同温度、不同酸值和不同介质流速下的腐蚀速率变化规律,获得了典型材料在动态高温环烷酸工况下的腐蚀速率数据,并简要提出了环烷酸防腐蚀的措施。
　　 本实验课题是基础研究项目,主要考虑了温度、环烷酸酸值、介质流速、材料等因素对环烷酸腐蚀的影响,按照课题研究的目的设计了试验方案,利用中国石化青岛安全工程研究院自行设计的动态环烷酸腐蚀模拟试验装置,选取了碳钢、Cr5Mo、304L、316L等炼化装置典型材料作为试验研究对象材料,进行了材料在设计温度、环烷酸酸值和介质流速条件下的环烷酸腐蚀试验,获得了材料的动态环烷酸腐蚀速率数据,并利用了扫描电镜对材料的腐蚀形貌进行了微观分析研究。本课题还对试验中所用的精制环烷酸进行了实沸点蒸馏,并利用自动电位滴定仪对各馏分段的酸值进行了测定。
　　 试验研究表明,酸值和介质流速恒定时,高温环烷酸动态腐蚀速率随介质温度的升高而增加,温度超过230℃时,四种材料的腐蚀速率开始明显增加。温度和介质流速恒定时,高温环烷酸动态腐蚀速率随环烷酸酸值的升高而增加,酸值10.0mgKOH/g是材料腐蚀速率显著增加的临界值。温度和环烷酸酸值恒定时,高温环烷酸动态腐蚀速率随介质流速的增加而升高,流速25m/s可以作为试验工况下的临界流速值。精制环烷酸实沸点蒸馏试验表明,环烷酸主要集中在350-390℃的馏分段。随着温度的升高,馏分段的酸值降低。
　　 四种材料的环烷酸腐蚀试验结果表明,其耐环烷酸腐蚀性能从差到好,依次是碳钢、Cr5Mo、304L、316L。合金钢中的铬、钼等合金元素对合金钢耐环烷酸腐蚀性能较重要。最后,提出的环烷酸防腐蚀措施是控制环烷酸腐蚀主要手段。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.1.1 课题研究的背景

1.1.2 课题研究的意义

1.2 环烷酸腐蚀简介

1.2.1 环烷酸简介[18,25]

1.2.2 环烷酸的腐蚀反应机理

1.2.3 环烷酸腐蚀的影响因素

第二章 环烷酸实沸点蒸馏试验研究

2.1 实验部分

2.1.1 实验目的

2.1.2 实验原理

2.1.3 实验方法与材料

2.1.4 实验过程

2.2 实验结论

第三章 炼化设备环烷酸腐蚀情况及防止环烷酸腐蚀选材

3.1 炼化设备耐环烷酸腐蚀常见部位

3.2 炼化设备耐环烷酸选材

第四章 环烷酸腐蚀试验

4.1 试验方法

4.1.1 试验材料

4.1.2 试验介质

4.1.3 试验仪器设备及主要试剂

4.1.4 试验原理

4.1.5 试验方案

4.1.6 试验步骤

4.2 试验结论

4.2.1 试验数据处理

4.2.2 试验结果讨论

4.3 动态高温环烷酸腐蚀研究的展望

4.3.1 高温环烷酸腐蚀和高温硫腐蚀的交互作用研究

4.3.2 不同种类环烷酸的腐蚀性研究

4.3.3 高温环烷酸冲刷腐蚀作用中流体力学因素的研究..

4.3.4 高温环烷酸腐蚀缓蚀剂的研究和开发

4.3.5 开发耐环烷酸腐蚀的钢种

4.3.6 环烷酸模拟实验装置的建立和完善

第五章 环烷酸腐蚀的控制措施

5.1 原油掺炼或混炼

5.2 工艺防腐蚀措施

5.2.1 改变高酸原油的加工方案

5.2.2 加强原油电脱盐破乳研究

5.2.3 原油注碱工艺

5.2.4 添加环烷酸腐蚀缓蚀剂

5.2.5 原油或馏分油的脱酸[24]

5.3 选择耐蚀材料,进行材质升级改造

5.4 加强装置易腐蚀部位的腐蚀监检测

5.5 设计方面

第六章 结论

参考文献

致谢