高硫原油加工过程中的防腐蚀技术

关键词：

高硫原油在加工处理中易产生不同类型的化学反应, 导致腐蚀问题频发, 因此要在加工过程中采用高效的防腐蚀技术, 从而降低原油生产加工中对设备造成的腐蚀, 也减小对环境的污染。

一、高硫原油加工中防腐蚀技术应用必要性

我国进口的原油中硫含量比较高, 存在的形态包括硫化氢、单质硫、硫醚、二硫化物等。在加工过程中, 石油馏的沸点逐渐增高, 馏分油中的存在的硫醇硫、二硫化物的成分比例在很短时间内呈现下降态势, 硫醚硫的成分则是先增多后减小, 噻吩类硫化物组分不断增大。硫醇与硫化氢在沸点为50~250℃时含量最大。沸点为100~250℃的馏分中, 元素硫的成分比较多, 可见, 原油中的活性硫大量存在于250℃的轻质馏分内, 而二硫醚类在200℃的馏分中含量最多, 且随着沸点的升高, 比例逐渐增大。

原油生产加工的过程中, 非活性硫持续不断地转化为活性硫, 这就导致硫腐蚀情况发生的几率非常高, 在一次、二次加工装置中均有发生, 且会蔓延到下游的化工装置中, 导致全过程的腐蚀问题。腐蚀的类型主要包括以下四类, 一是低温状态湿硫化氢的腐蚀, 二是高温状态下硫腐蚀, 三是连多型硫酸腐蚀, 四是硫酸的露点腐蚀。腐蚀问题不仅对生产设备造成不同程度的损害, 增加了生产的成本, 同时有害物质也会对工作人员的身体健康造成威胁, 并给周围的环境带来一定程度的污染, 因此提高防腐蚀技术势在必行。

二、高硫原油加工过程中的防腐蚀技术

现阶段广泛采用的防腐蚀技术主要体现在以下几点:

第一是针对大型石油储存罐上采用综合性的防腐蚀技术, 结合了化学保护和专用防腐蚀涂料, 有F-Ⅱ型油罐专用的防腐蚀性涂料, 在油罐的底部使用较为广泛, 具有耐油和耐阴极剥离的特性。F-Ⅲ型的防腐蚀涂料在石油储罐外壁应用较多, 它和基体之间的粘结能力非常强, 并且能够抵抗大气的腐蚀程度。空气预热器经常发生硫酸露点腐蚀问题, 为此, 采用有机硅耐腐蚀材料, 此种材料的特性是可以同钢表面产生很强的结合力, 具有耐高温的特性, 也是生产空气预热器必备专用涂料。此外, 化学镀技术的广泛应用也可以很好地解决腐蚀问题, 采用适当的还原剂, 促使原油中的金属离子能够经过催化活化作用还原析出, 也是常用的金属镀层方式。采用化学镀镍法的应用优势是具有很好的防腐蚀性, 并且比使用碳钢的效果还要好, 可以有效延长生产设备的使用期限, 降低生产成本的投入, 同时该种方式还具有抗垢效果。

第二是应用油相缓蚀抗垢剂来提高防腐蚀水平。重油产生的催化与裂化作用, 使得设备的结焦积垢程度比较严重, 这也降低了炼油厂的生产效益, 因此要使用油相缓蚀抗垢药剂, 它可以促使生产设备的表面形成一层致密的保护结构, 并具有较强的抗氧化效果。该种药剂同时具有清净与分散作用, 可以使一些非油溶性固体微粒悬浮在油浆中, 有效防止设备中油垢的形成与积淀。在生产过程中为了满足渣油加氢脱硫装置的生产需求, 采用可以用在重油系统中的抗垢防焦制剂, 该种制剂不会对化学反应中的催化剂造成丝毫影响, 使用效果显著。

第三是采用新型的电脱盐技术, 由于进口原油中的盐含量较低, 进行深度的脱去难度比较大, 因此新型电脱盐技术转变了原油的流动方式, 变为平流方式, 就减小了在水滴下降过程中对其的阻力, 水滴下降速度加快, 从而提高了油水分离的成效。在分离罐中电极板通常使用轴向鼠笼式结构, 将电厂分为不同的阶段, 包括弱电场、过度电场和强电场, 原油在每一阶段都可以完成一段脱水任务, 总体增强了脱水的效率。

第四是对原油和馏分油采用油脱金属技术, 可以有效提高原油中金属的分离效率。一般的原油中都含有成分较少的金属, 包括以无机盐形态存在的钙、镁、铁等。在石油的加工过程中, 这些金属可以在原油中通过电脱盐的方式脱除, 但大部分的重金属在常减压渣油的重质馏分油中含量很高, 在对材料进行再次加工的时候, 镍、钒等金属将导致化学催化剂的中毒, 加工过程中就必须增添催化剂, 提高了生产成本, 同时被废弃的催化剂又给环境带来严重的污染。实践证明, 馏分油中的镍钒化合物有着非常稳定的化学结构, 因此想要达到脱除的目的, 就必须将其分子结构彻底破坏, 采用的方式包括酸提取方法、溶剂提取法、加氢脱除法等。将镍钒从常渣中脱除, 一般使用的是化学方法, 在温度较高的情况下, 添加药剂进行化学反应, 产生亲水化合物, 接着在温度较低的情况下加水进行混合分离。

第五是对设备材料表面采用改性技术来提高设备的抗腐蚀效度。渗铝材料的耐腐蚀性非常强, 并且耐高温性很强, 随着该种材料表面硬度的提高, 在使用中还具有很强的耐磨性能。采用该种材料制成的生产设备可以提高抗硫腐蚀性。金属烧结涂层技术也广泛应用在防腐蚀过程中来, 该技术是把镍基合金与金属的表面相互粘合, 通过高温的烧结作用, 继而形成一层镍基合金熔镀的涂层, 在处理硫酸露点腐蚀问题中发挥着重要的作用。

随着生产技术水平的提高, 为了最大限度减小高硫原油加工过程中的腐蚀程度, 采用新型防腐蚀技术, 不仅可以达到防腐处理效果, 同时可以优化资源配置结构, 增加企业的经济效益, 未来将普遍使用的新型技术主要包括以下几个方面:一是防腐蚀实时检测软件的应用, 二是原油生物脱硫技术, 三是不断提高原油中各种金属的分离技术, 四是采用环保型的防腐蚀药剂, 降低防腐蚀过程中对环境的污染。