炼厂低温腐蚀评价方法
【专利摘要】本发明公开了一种炼厂低温腐蚀评价方法。该方法是：将实验介质倒入盐酸溶液罐中，尾气吸收罐中加入浓度5％-20％的NaOH溶液，腐蚀试样放入带搅拌的反应釜中，向带搅拌的反应釜中倒满实验介质，盖好并密封，通过开关不同的阀门向带搅拌的反应釜中通入氮气除氧，带搅拌的反应釜中实验介质加热到所需温度，向带搅拌的反应釜中通入硫化氢和实验介质，保温并记录试验时间，过程中取样以分析腐蚀实验介质中Cl-的含量、PH值及H2S的含量。使用本发明可模拟蒸馏装置塔顶冷凝冷却系统H2S-HCl-H2O环境下的腐蚀，研究蒸馏装置塔顶冷凝系统的腐蚀机理，分析影响因素，制定相应的防腐措施。
【专利说明】炼厂低温腐蚀评价方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种炼厂低温腐蚀评价实验方法，更具体地说是涉及到一种模拟蒸馏装置塔顶冷凝冷却系统H2S-HCl-H2O环境下的炼厂低温腐蚀评价实验方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着原油品质的劣化，国内炼油厂加工高硫、高酸值及高含盐原油的比例越来越大，加速了蒸馏装置塔顶冷凝系统H2S-HCl-H2O型腐蚀加剧，使装置的腐蚀防腐面临着较大的困难。
[0003]常压塔蒸馏装置塔顶冷凝系统的腐蚀主要由原油中的氯化物和硫化物受热分解产物，与水冷凝后形成H2S-HCl-H2O腐蚀环境。塔顶冷凝系统的H2S来自原油中存在的H2S以及硫化物裂解产生的&5。原油中的氯化物可分为无机氯和有机氯两类。无机氯盐主要由NaCUMgCl2和CaCl2, MgCl2和CaCl2交易受热发生水解，NaCl相对比较稳定，不易水解。原油中不含天然存在有机氯化物，在采油过程中添加的含氯代烃化学助剂以及在炼油过程中使用可能含有有机氯化物的药剂。原油电脱盐工艺不能将有机氯化物脱除，在常减压蒸馏装置有部分有机氯化物发生水解反应生成HCl和烃。H2S-HCl-H2O腐蚀环境主要影响因素为HCl的含量和H2S的分压，主要发生在常减压塔的顶部及其冷凝冷却系统，如常压塔顶部(上部五层塔盘及塔体)、部分挥发线、空冷器、冷凝冷却器、油水分离罐和减压塔部分挥发线、冷凝冷却器等部位。
[0004]对于此环境造成的腐蚀破坏机理尚无统一认识，多数人认为该类型腐蚀是由于HCl和H2S的相互促进构成的循环腐蚀而引起的。因此，研究蒸馏装置的腐蚀机理，分析影响因素，制定相应的防腐措施，对常减压蒸馏装置的长周期安全稳定运行具有重要的作用。
[0005]中国专利CN2708299Y公开了一种石油蒸馏塔顶防腐蚀试验装置，该装置包括:一由耐腐蚀材料制成的高压釜，用于容纳试验用溶液；以及一密封地连接于所述高压釜的盖子，在所述盖子上设置有至少一个接口，用于连接试验所需的附件。所述附件可以包括温度计、压力计和PH计和相应的控制装置。利用本实用新型的装置，可以测试温度在室温到230°C，压力在常压到0.5MPa下的模拟蒸馏塔顶的状况。另外，该试验装置能对添加到系统中的各种中和剂和缓蚀剂的种类和添加浓度加以测试评定，还能通过PH计对腐蚀规律进行研究。该专利技术所公开的试验装置对石油加工过程中的中和剂和缓蚀剂的开发、评定和工业应用具有十分重要的意义。但该装置存在以下不足:(1)使用钛材高压反应釜，造价比较高；(2) H2S是一次性的加入，不能随反应的消耗补充，不能反映真实状况；(3)没有进行除氧；(4)尾气直接放入空气中，没有相应的吸收装置。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是提供一种炼厂低温腐蚀评价方法，以模拟蒸馏装置塔顶冷凝冷却系统H2S-HCl-H2O环境下的腐蚀，研究蒸馏装置塔顶冷凝系统的腐蚀机理，分析影响因素，制定相应的防腐措施。
[0007]本发明提供一种炼厂低温腐蚀评价方法，其特征在于该方法包括下述步骤:
[0008]I)将腐蚀试样试片打磨至800#-1200#，之后浸入丙酮溶液中，然后除油，再移入无水乙醇中浸泡2-5分钟，取出并吹干，包裹后存于干燥器中，24-48小时后称重待用(精确值 0.0001)；
[0009]2)将实验介质倒入盐酸溶液罐中，盖好，密封；
[0010]3)向尾气吸收罐中加入浓度5% -20%的NaOH溶液；
[0011]4)将步骤I)的腐蚀试样试片放入带搅拌的反应釜中，向带搅拌的反应釜中倒满实验介质，盖好，密封；
[0012]5)将第一阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门关闭，第二阀门开启，通过氮气气瓶向带搅拌的反应釜中通入氮气除氧，其中氮气流量由气体流量计控制，除氧2-4小时后，关闭第二阀门；
[0013]6)调节外加热装置中循环水或油的温度，循环水或油通过循环水或油进口管线进入到带搅拌的反应釜的外加热套中，从循环水或油出口管线流出回到外加热装置中加热，不停地循环，用以维持带搅拌的反应釜中实验介质的温度恒定；
[0014]7)将带搅拌的反应釜中的实验介质加热到所需温度，保温，开启第一阀门、第三阀门和第四阀门，向带搅拌的反应釜中通入硫化氢和实验介质，其中硫化氢流量由气体流量计控制，记录试验时间。
[0015]8)反应过程中实验介质及H2S气体从带搅拌的反应釜上部溢出流入尾气吸收装置中，与NaOH反应生成盐，减少对大气的污染。
[0016]9)实验过程中，可以开启第五阀门取样，分析腐蚀实验介质中Cl—的含量、PH值及H2S的含量。
[0017]本发明进一步技术特征在于:所述腐蚀试样试片采用砂纸逐级打磨。
[0018]本发明进一步技术特征在于:所述腐蚀试样试片的除油采用超声波除油。
[0019]本发明进一步技术特征在于:所述带搅拌的反应釜为带搅拌的玻璃反应釜。
[0020]本发明进一步技术特征在于:所述盐酸溶液罐中的实验介质取现场常压塔、减压塔回流罐中的溶液或者在实验室配制模拟现场溶液。
[0021]本发明进一步技术特征在于:所述尾气吸收罐为2个。
[0022]本发明进一步技术特征在于=H2S气体持续稳定通入带搅拌的反应釜中，维持反应过程中的浓度，更真实的模拟现场。
[0023]本发明进一步技术特征在于:所述盐酸溶液罐中的实验介质与带搅拌的反应釜中的介质相同，起到反应补充剂的作用，其具体实施方法为:在实验过程中，将第二阀门关闭，第三阀门和第四阀门打开，通入氮气施加压力，把实验介质压入带搅拌的反应釜中，从而达到维持带搅拌的反应釜中实验介质的浓度。
[0024]所述带搅拌的反应釜，用来放置腐蚀实验试片，可以用循环水或油加热以保证在恒温下反应。采用带搅拌的玻璃反应釜既可以避免由于氯离子引起的应力腐蚀开裂，相对造价又比较低，经济适用。
[0025]所述外加热套，用来装循环水或油，达到对玻璃反应釜中的介质加热的目的。
[0026]所述外加热装置，用来加热循环油或水，通过循环水或油进口管线和循环水或油出口管线与带搅拌的反应釜的外加热套链接，通过自循环，用来加热并维持带搅拌的反应釜中介质的温度。
[0027]所述取样器，用来分析Cl—、PH及H2S含量。
[0028]所述尾气吸收采用氢氧化钠溶液作为吸收剂，采用两级吸收法，以达到对硫化氢气体的完全吸收。实验完毕后，废液倒入废液桶。
[0029]本发明可以用于腐蚀评价、缓蚀剂、中和缓蚀剂等评价。比如做缓蚀剂评价时，将已称量的试样分别挂入未加缓蚀剂和已加缓蚀剂的溶液中，计算浸泡后挂片的腐蚀速率来评价缓蚀效果。
[0030]本发明提供的一种炼厂低温腐蚀评价方法与现有技术相比，具有经济适用，操作简单的特点，而且可以灵活调整。在除氧的条件下进行，真正模拟蒸馏塔顶冷凝系统HCl-H2S-H2O的腐蚀，又可用于缓蚀剂、中和缓蚀剂等的评价，为蒸馏塔顶“三注”的注入部位、助剂选择以及注入量提供理论指导，促进缓蚀剂的开发、合成及利用。
[0031]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。但并不限制本发明的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1是本发明一种炼厂低温腐蚀评价方法简单流程示意图。
[0033]图中，1-硫化氢气瓶；2_氮气气瓶；3_盐酸溶液罐；4_带搅拌的反应釜；5_取样器；6、7-尾气吸收罐；8_气体流量计；9_外加热装置；10_外加热套；11_循环油或水进口管线；12_循环油或水出口管线；13_第一阀门；14_第二阀门；15_第三阀门；16第四阀门；17-第五阀门。
【具体实施方式】
[0034]如图1所示，一种炼厂低温腐蚀评价方法，图1中所示为2级尾气吸收，即有两个尾气吸收罐，也可为I级尾气吸收或3级以上尾气吸收，其方法是:
[0035]I)将腐蚀试样试片经砂纸逐级打磨至800#-1200#，之后浸入丙酮溶液中，然后除油(可以用脱脂棉擦洗两遍除油)，再移入无水乙醇中浸泡2-5分钟，取出并冷风吹干，包裹(可以用滤纸进行包裹)后存于干燥器中，24-48小时后称重待用(精确值0.0001)；
[0036]2)将实验介质倒入盐酸溶液罐3中，盖好，密封。盐酸溶液罐3中的实验介质与带搅拌的反应釜4中的介质相同，起到反应补充剂的作用。具体实施方法为:在实验过程中，将第二阀门14关闭，第三阀门15和第四阀门16打开，通入氮气施加压力，把实验介质压入带搅拌的反应釜中，从而达到维持带搅拌的反应釜中实验介质的浓度；
[0037]3)向尾气吸收罐6和7中加入配置成5% -20%的NaOH溶液，中和从玻璃反应釜中流出的实验介质(主要为H2S和HCL)；
[0038]4)将步骤I)的腐蚀试样试片放入带搅拌的反应釜4中，向带搅拌的反应釜4中倒满实验介质(可以用实验室模拟介质或从现场所取介质)，盖好，密封；
[0039]5)将第一阀门13、第三阀门15、第四阀门16和第五阀门17关闭，第二阀门14开启，然后通过氮气气瓶2向带搅拌的反应釜4中通入氮气除氧2-4小时后，其中氮气流量由气体流量计8控制，关闭第二阀门14;
[0040]6)调节外加热装置9中循环水或油的温度，循环水或油通过循环水或油进口管线11进入带搅拌的反应釜4的外加热套10中，从循环水或油出口管线12流出回到外加热装置9中加热，不停地循环，用以维持玻璃反应釜中介质温度恒定；
[0041]7)将带搅拌的反应釜4内的实验介质加热到所需温度，开启第一阀门13、第三阀门15和第四阀门16，向带搅拌的反应釜4中通入硫化氢和实验介质，其硫化氢流量由气体流量计8控制,保温并记录试验时间。
[0042]8)反应过程中实验介质及H2S气体从带搅拌的反应釜上部溢出流入尾气吸收装置中，与NaOH反应生成盐，减少对大气的污染。
[0043]实验过程中，如需采样，可以开启第五阀门17取样，分析腐蚀介质中C1_、PH及H2S
的含量。
【权利要求】
1.一种炼厂低温腐蚀评价方法，其特征在于该方法包括下述步骤: 1)将腐蚀试样试片打磨至800#-1200#，之后浸入丙酮溶液中，然后除油，再移入无水乙醇中浸泡2-5分钟，取出并吹干，包裹后存于干燥器中，24-48小时后称重待用； 2)将实验介质倒入盐酸溶液罐中，盖好，密封； 3)向尾气吸收罐中加入浓度5%-20%的NaOH溶液； 4)将步骤I)的腐蚀试样试片放入带搅拌的反应釜中，向带搅拌的反应釜中倒满实验介质，盖好，密封； 5)将第一阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门关闭，第二阀门开启，通过氮气气瓶向带搅拌的反应釜中通入氮气除氧，其中氮气流量由气体流量计控制，除氧2-4小时后，关闭第二阀门。 6)调节外加热装置中循环水或油的温度，循环水或油通过循环水或油进口管线进入到带搅拌的反应釜的外加热套中，从循环水或油出口管线流出回到外加热装置中，不停地循环，用以维持带搅拌的反应釜中实验介质的温度恒定； 7)将带搅拌的反应釜中的实验介质加热到所需温度，开启第一阀门、第三阀门和第四阀门，向带搅拌的反应釜中通入硫化氢和实验介质，其中硫化氢流量由气体流量计控制，保温并记录试验时间； 8)反应过程中实验介质及H2S气体从带搅拌的反应釜上部溢出流入尾气吸收装置中，与NaOH溶液反应； 9)实验过程中，开启第五阀门取样，分析腐蚀实验介质中Cl—的含量、PH值及H2S的含量。
2.根据权利要求1所述的炼厂低温腐蚀评价方法，其特征在于:所述腐蚀试样试片采用砂纸逐级打磨。
3.根据权利要求1所述的炼厂低温腐蚀评价方法，其特征在于:所述腐蚀试样试片的除油采用超声波除油。
4.根据权利要求1所述的炼厂低温腐蚀评价方法，其特征在于:所述带搅拌的反应釜为带搅拌的玻璃反应釜。
5.根据权利要求1所述的炼厂低温腐蚀评价方法，其特征在于:所述盐酸溶液罐中的实验介质为现场常压塔、减压塔回流罐中的溶液或者在实验室配制模拟现场溶液。
6.根据权利要求1所述的炼厂低温腐蚀评价方法，其特征在于:所述尾气吸收罐为2个。
7.根据权利要求1所述的炼厂低温腐蚀评价方法，其特征在于:所述H2S气体持续稳定通入带搅拌的反应釜中。
8.根据权利要求1所述的炼厂低温腐蚀评价方法，其特征在于:所述盐酸溶液罐中的实验介质与带搅拌的反应釜中的介质相同，起到反应补充剂的作用，其具体实施方法为:在实验过程中，将第二阀门关闭，第三阀门和第四阀门打开，通入氮气施加压力，把实验介质压入带搅拌的反应釜中，从而达到维持带搅拌的反应釜中实验介质的浓度。
【文档编号】G01N17/00GK104165835SQ201310192709
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年5月15日 优先权日:2013年5月15日
【发明者】段永锋, 王宁, 于凤昌, 崔新安, 李朝法, 徐静, 张宏飞 申请人:中石化洛阳工程有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司