催化裂化设备装置腐蚀机理与防护措施摘要：针对加工高含硫含酸原油的增多的情况，详细分析了催化裂化装置中含硫物质对催化裂化设备装置的腐蚀机理、影响因素及所带来的危害，提出解决防护措施和改进方案，以保证装置的长周期安全运行和经济效益的提高。关键词：催化裂化；高含硫原油；腐蚀机理；防护措施0引言近年来，随着加工高含硫含酸原油的增多，催化裂化装置的设备腐蚀问题逐渐地暴露出来，正确认识和防止催化裂化装置的腐蚀问题直接关系到装置的安稳运行。近十年来在含硫介质环境中引起压力容器与管道开裂的事故显著增多，其中尤其以应力导向氢致开裂引起事故更为突出。一旦泄漏，不但影响装置正常运行及安全生产，还将造成硫化氢等气体外泄，酿成重大事故。在催化裂化装置中，设备的腐蚀问题在一段时间里直接影响着企业的安全生产和设备的长周期运行。腐蚀造成设备失效或迫使装置停工的事例很多，安全事故也时有发生，给企业带来很大的经济损失，也直接威胁了职工的人身安全。随着我国加工高硫原油日益增多，在以渣油和蜡油为原料的油品中，硫含量也越来越高，在反应器中生成的h2s含量也随之提高，这将会给设备带来更大的腐蚀，现有的某些设备将不能适应原料性质的变化，腐蚀速度将会加快，设备更新费用将会大大增加，所以研究催化设备腐蚀问题，变得越来越重要，在研究腐蚀机理问题的基础上，进行有效的设备维护与保养、腐蚀防护，以保障装置的长周期安全运行。1硫腐蚀的分类及机理1.1硫腐蚀的特点在含硫的加工过程中，由于非活性硫不断向活性硫转变，使硫腐蚀不仅存在于一次加工装置，也存在于二次加工装置。再加上硫腐蚀与氧化物、氯化物、氮化物、氰化物等腐蚀介质的共同作用，形成了错综复杂的腐蚀体系，对设备的防腐工作带来很多困难。1.2湿硫化氢腐蚀湿硫化氢环境广泛在于炼油厂的二次加工装置的轻油部位。如催化装置的吸收稳定部分、主分馏塔顶等部分。湿硫化氢对设备可以形成两方面的腐蚀：均匀和湿化氢应力腐蚀开裂。湿硫化氢应力腐蚀开裂的形式包括hb（氢鼓泡）、hic（氢致开裂）、sscc（硫化氢应力腐蚀开裂）和sohic（应力导向氢致开裂）。催化原料油中的硫化物，在裂化反应的温度条件下发生分解反应，生成h2s，原料油中的元素硫，在这种条件下，也能与烃类物质反应生成h2s。因此，在催化富气中，硫化氢的浓度很高。同时，原料油中的氮化物也发生分解，其中约10～15%转化成nh4，有1-2%则转化成hcn，而此系统的温度一般较低（约50℃左右），有水存在，从而构成了h2s-hch-h2o类型的腐蚀环境。在这种环境中，h2s和铁将发生下面几种电化学反应：硫化氢在水中离解：h2s→h＋+hs-hs－→h++s2-钢在h2s水溶液中发生电化学反应：阳极反应：fｅ→fｅ2++2ｅ二次反应过程：fｅ2++s2-→fｅs↓或fｅ2++hs-→fｅs↓+h+阴极反应：2h++2ｅ→2h↓h2↑从上述过程可以看出，钢在这种环境中，不仅会由于阳极反应而出现一般腐蚀；而且，还由于新生成的原子氢具有很中强的活性，进入钢的内部，导致钢产生鼓泡或裂纹。1.3高温硫腐蚀高温硫化物的腐蚀环境是指240℃温度以上的重油部位硫、硫化和硫醇形成的腐蚀环境。腐蚀机理：原料油中存在着各种硫化物，但只有活性硫化物才能与金属进行化学反应。催化原料油在加工反应过程中，在高温条件下将非活性硫化物分解为活性硫、活性硫化氢、或活性硫醇等，造成高温硫化氢－硫醇(rsh)－单质硫(s)系统的腐蚀，即s＋h2s＋rsh型高温硫腐蚀。在高温条件下，活性硫与金属直接反应，它出现在与物流接触的各个部位，表现为均匀腐蚀，其中以硫化氢的腐蚀性最强。影响因素：高温硫腐蚀速度的大小，取决于原料由中活性硫的多少，但是与硫问题他有关系。当温度升高时，一方面促进活性硫化物与金属的化学反应，同时又促进非活性硫的分解。温度高于240℃时随温度的升高，腐蚀逐渐加剧，特别是硫化氢在350～400℃时，能分解出s和h2，分解出来的元素s比h2s的腐蚀性更剧烈，到430℃时腐蚀达到最高值，当温度升高到550℃时分解接近完全，腐蚀开始下降。高温硫腐蚀，开始时速度很快，一定时间后腐蚀速度会恒定下来，这是因为生成了硫化铁保护膜的缘故。而介质的流速越高，保护膜就越容易脱落，腐蚀将重新开始。1.4高温烟气露点腐蚀烟气露点腐蚀是由于燃料油含硫元素在在燃烧过程中生成含有so2和so3的高温烟气，在换热面的低温部位，so2和so3与空气中的水分共同在露点部位冷凝，产生硫酸露点腐蚀。1.5连多硫酸腐蚀当装置运行期间遭受硫的腐蚀，在设备表面生成硫化物，装置停工期间有氧（空气）和水进入时，与设备表面生成的硫化物反应生成连多硫酸（h2sxo6），