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高溫含硫含酸原油對鋼材的腐蝕(速率)

2020-12-22 06:08:55 大連天凡(集團)股份有限公司 閱讀 1460

近年來,為降低石油采購成本,國內(nèi)有些加工含硫原油的煉油廠試圖加工含酸原油。這樣會給原有的設(shè)備帶來新的腐蝕問題。

  含硫原油對設(shè)備的腐蝕多發(fā)生在204℃以上,多為均勻腐蝕。隨著溫度的升高,腐蝕會越來越嚴(yán)重。各種材料在不同溫度和不同硫含量下的腐蝕可從McConomy曲線中查到,可以方便地知道各種材料的抗硫腐蝕能力。

  含酸原油對設(shè)備的腐蝕則多發(fā)生在232℃至400℃之間,酸腐蝕只發(fā)生在與液相接觸的鋼材表面,酸值(KOH)不大于0.5mg/g時多為均勻腐蝕,而酸值大于0.5mg/g時則多為局部腐蝕。隨著溫度的升高,腐蝕會越來越嚴(yán)重。但在400℃以上,由于酸的分解,就不會對鋼材有腐蝕了。所以,含酸原油對設(shè)備的腐蝕一般都發(fā)生在常減壓蒸餾裝置,而不會對后面的裝置造成很大的影響。

  API581著重于煉油廠的風(fēng)險評估,它給出了具有可操作性的評估程序,如:腐蝕探針測點的數(shù)量、數(shù)據(jù)采集和腐蝕速率的確定方法等。其附錄G則給出了當(dāng)無法得到現(xiàn)場測定數(shù)據(jù)時,各種煉油廠常見腐蝕情況的預(yù)計腐蝕速率。(該附錄對煉油廠的選材具有一定的指導(dǎo)意義)。

   API581在2000年給出了同時含硫并含酸原油對各種鋼材的腐蝕速率。

 

  表1~表7為各種材料在同時含硫和含酸時原料油中的腐蝕速率。

   腐蝕速率1mpy=0.254mm/a(或y).

   預(yù)知7%Cr鋼、1.25Cr鋼和2.25Cr鋼的預(yù)計腐蝕速率,請查API581。

 

碳鋼的估計腐蝕率(mpy)

含量

(wt.%)

TAN

(mg/g)

溫度(OF)

<450

451-500

501-550

551-600

601-650

651-700

701-750

751-800

≤0.2

≤0.3

1

3

7

15

20

35

50

60

0.31-1.0

5

15

25

35

45

55

65

75

1.1-2.0

20

25

35

65

120

150

180

200

2.1-4.0

30

60

60

120

150

160

240

240

>4.0

40

80

100

160

180

200

280

300

0.21—0.6

 

≤0.5

1

4

10

20

30

50

70

80

0.51-1.0

5

10

15

25

40

60

80

90

1.1-2.0

8

15

25

35

50

75

90

110

2.1-4.0

10

20

35

50

70

100

120

130

>4.0

20

30

50

70

90

120

140

160

0.61—1.0

 

≤0.5

1

5

10

25

40

60

90

100

0.51-1.0

5

10

15

30

50

80

110

130

1.1-2.0

10

185

30

50

80

100

130

150

2.1-4.0

15

30

50

80

100

120

140

170

>4.0

25

40

60

100

120

150

180

200

1.1—2.0

≤0.5

2

5

15

30

50

80

110

130

0.51-1.0

7

10

20

35

55

100

130

50

1.1-2.0

15

20

35

55

100

120

140

170

2.1-4.0

20

30

55

85

110

150

170

200

>4.0

30

45

75

120

140

180

200

260

2.1—3.0

≤0.5

2

7

20

35

55

95

130

150

0.51-1.0

7

10

30

45

60

120

140

170

1.1-2.0

15

20

40

60

75

140

170

200

2.1-4.0

20

35

60

90

120

     

>4.0

35

50

80

120

150

200

260

280

>3.0

≤0.5

2

8

20

40

60

100

140

160

0.51-1.0

8

15

25

45

65

120

150

170

1.1-2.0

20

25

35

65

120

150

180

200

2.1-4.0

30

60

60

120

150

160

240

240

>4.0

40

80

100

160

180

200

280

300

 

此處數(shù)值可能是印刷錯誤

185

 

  

 對比上述表中的數(shù)值,可以得到以下結(jié)論:

(1)             在只有硫腐蝕的環(huán)境中,一般抗腐蝕能力隨鋼材Cr量增加而增加。硫含量特別高和溫度也很高時,采用12%Cr(如:410,405,304等)的不銹鋼就足夠了;

(2)             含同樣酸值的原油,腐蝕速率與含硫量(質(zhì)量分數(shù))分數(shù)成反比。也就是說酸值一定時,含硫量越少,腐蝕速率就越高,這是因為硫含量少,在鋼材表面腐蝕形成的硫化物保護膜就少,暴露在酸性介質(zhì)中的鋼材就越容易受到酸的腐蝕;

(3)             為了抵抗酸值較高油的腐蝕,選用316或317型不銹鋼最為有效,而含金屬元素Mo量小于2.5%的316型不銹鋼的腐蝕速率比含金屬元素Mo量大于2.5%的316型不銹鋼或317型不銹鋼大1倍左右;

 (4)同時有硫和酸存在時,要根據(jù)酸值和硫含量查腐蝕速率,按使用壽命計算出腐蝕余量。當(dāng)酸值較高和腐蝕速率太大時,含12%Cr的普通不銹鋼很可能就不夠了,而應(yīng)選擇Mo含量大于等于2.5%的316型或317型不銹鋼;

 (5)影響腐蝕速率的另一個因素是介質(zhì)的流速,特別是酸腐蝕而言。在氣液混合相中,若流速特別高,這種影響則特別突出。當(dāng)介質(zhì)流速大于30.5m/s(100英尺/秒)時,各表中的腐蝕速率應(yīng)放大5倍。