一种蒸馏装置塔顶系统露点腐蚀测试方法
【技术领域】
[0001]本发明设计一种蒸馏装置塔顶系统露点腐蚀测试方法及装置，更具体地说是涉及到一种能够实现电化学测试及腐蚀失重的蒸馏装置塔顶系统露点腐蚀测试的方法及装置。
【背景技术】
[0002]露点腐蚀是由饱和蒸汽冷却成液体而对材料造成腐蚀的一种腐蚀现象。蒸馏装置塔顶露点腐蚀的发生在塔顶及冷凝冷却系统的初凝区或存在局部冷凝的区域，塔顶油气中大部分的HC1进入初期冷凝水中，形成盐酸溶液的浓度可高达1?2wt%，使露点部位冷凝水的pH值很低，形成一个腐蚀性很强的“盐酸腐蚀环境”。常减压塔顶系统出现的HC1来自原油中氯化物的水解。原油中氯化物可分为无机氯和有机氯两类。无机氯盐主要有NaCl、MgCl2和CaCl2，三种无机盐的水解温度和程度各不相同。在350°C时，MgCl2和CaCl2的水解率分别为95%和10%左右；NaCl大约只有2%发生分解。
[0003]在塔顶系统的露点部位，中和剂NH3不易溶于水，因此对露点部位的pH值没有影响，起不到中和作用。随着体系温度的降低，冷凝水的量不断增加，由于HC1不断被稀释以及NH3溶解量的增加，使水相的pH值升高。常减压塔顶油水分离罐中冷凝水的pH值并不能反映整个塔顶系统冷凝水的pH值情况，这也是露点腐蚀称为蒸馏装置塔顶系统最严重腐蚀的原因。露点腐蚀情况受冷凝液内的氯离子浓度、PH值、氧气含量、环境温度和设备用钢的耐腐蚀性的影响，故在常压装置塔顶的冷凝冷却器的露点腐蚀是复杂的，所以对露点腐蚀的形成及监测提出了高的要求。
[0004]目前，国内对于材料的露点腐蚀行为报道的较少。专利CN101251467A和CN101876622A分别以二氧化硫和三氧化硫为介质，介绍了一种评价材料抗硫酸露点腐蚀性能优劣的测试装置及其测试方法，是通过是失重法来进行评价的，模拟的腐蚀环境与实际露点腐蚀环境较为接近，缺点是不能在该环境下进行电化学阻抗谱、电化学噪声等电化学测试，手段单一，不利于露点腐蚀机理研究。专利CN101929945A介绍了一种黄磷尾气中磷对锅炉材料的低温露点腐蚀实验方法及装置，该发明将材料在不同温度不同浓度的磷酸溶液中侵泡一定时间，通过材料在浸泡前后的重量变化来评价材料的露点腐蚀性能，腐蚀环境偏离实际的露点腐蚀环境，忽略了酸的凝结、脱落以及凝结物的扩散等实际露点腐蚀环境，所得数据可靠性有待验证。专利CN102692438A发明一种能够实现电化学测试的露点腐蚀实验装置，但是不能同时进行腐蚀失重实验，数据的可靠性不能通过腐蚀失重来验证。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种蒸馏装置塔顶系统露点腐蚀测试方法，该方法既能进行电化学测试又能进行腐蚀失重的露点腐蚀测试，实现了材料在露点环境下的电化学阻抗谱、电化学噪声等测试，数据的可靠性又可以通过失重实验进行验证。
[0006]本发明提供一种蒸馏装置塔顶系统露点腐蚀测试方法，其特征在于包括下述步骤:
[0007]1)两套电化学工作电极的制备:将进行电化学测试的第I工作电极和第II工作电极分别加工成直径为10?12_的圆柱体，涂封、凝固后，打磨、抛光、除油和干燥，备用；
[0008]腐蚀失重挂片的制备:将进行失重实验的腐蚀挂片加工成长方体，然后逐级打磨，除油，再移入无水乙醇中浸泡2?5分钟，取出并干燥,24?48小时后称重待用；
[0009]2)将腐蚀溶液倒入五口烧瓶中，将第II辅助电极、步骤1)所制备的第II工作电极、第II参比电极和温度计固定在五口烧瓶的三个口中，使第II辅助电极和第II参比电极浸入到腐蚀溶液中，第II工作电极完全浸没入腐蚀溶液中，然后将五口烧瓶固定于数显油浴锅中，第II辅助电极、第II工作电极和第II参比电极与电化学测试仪相连，进行酸性水溶液环境下的电化学测试；
[0010]3)五口烧瓶的另外两个口分别连接冷凝管水平内管进口和冷凝管水平内管出口，冷凝管水平内管内部设置有腐蚀挂片支架，将步骤1)所制备的腐蚀挂片放置在腐蚀试片支架上，固定，冷凝管水平内管的进口端、出口端和冷凝管斜管下部的温度计插口中均插入温度计，将第I辅助电极、步骤1)所制备的第I工作电极、第I参比电极固定在冷凝管斜管的上部，用电化学测试仪进行结露环境下的电化学测试，然后将冷凝管水平内管的两端分别与五口烧瓶的两个口相连，并固定冷凝管；
[0011](4)计算腐蚀溶液的露点温度，打开数显油浴锅加热五口烧瓶，使腐蚀介质沸腾，产生腐蚀气体和蒸汽，打开第I段冷凝管外管的冷却水进口和第II段冷凝管外管的冷却水进口，冷却水由冷却水进口和进入，从冷却水出口和流出，调节冷却水的流量，使腐蚀性蒸汽在腐蚀挂片和第II工作电极表面凝结，此时进行酸性水溶液下的电化学测试、结露环境下的腐蚀失重实验和结露环境下的电化学测试实验。
[0012]本发明进一步的技术特征在于:所述步骤1)中所制备的第I工作电极和第II工作电极与进行腐蚀失重实验的腐蚀挂片材质相同。
[0013]本发明进一步的技术特征在于:所述步骤1)中涂封所使用的材料为环氧树脂，除油所用材料为丙酮。
[0014]本发明进一步的技术特征在于:所述步骤1)中所述打磨为用砂纸逐级打磨至800 ?1200#。
[0015]本发明采用了两套电化学测试系统，分别测试了酸性水溶液环境和结露环境下的电化学阻抗谱和电化学噪声，从而用实验证实酸性水溶液环境和露点腐蚀的结露环境下，材料的露点腐蚀机理是不同的，对露点腐蚀机理有了进一步的认识。
[0016]本发明中的第一套电化学测试系统用来测试酸性水溶液环境下的电化学阻抗谱和电化学噪声，包括数显油浴锅、五口烧瓶、电化学测试仪、温度计和第II三电极体系。第II三电极体系即第II参比电极、第II辅助电极和第II工作电极，其中第II参比电极可为Ag/AgCl电极，第II辅助电极可为钼电极，第II工作电极为所测试试样。
[0017]本发明中的第二套电化学测试系统用来测试结露环境下的电化学测试，包括冷凝管斜管、第II段冷凝管外管、温度计、第I三电极体系和电化学测试仪，第I三电极体系即第I参比电极、第I辅助电极和第I工作电极，其中第I参比电极可为Ag/AgCl电极，第I辅助电极可为钼电极，第I工作电极为所测试试样。
[0018]本发明中的失重测试系统包括冷凝管水平内管、第I段冷凝管外管、温度计和腐蚀挂片。
[0019]本发明的实验方法为:
[0020]将盛有腐蚀溶液的五口烧瓶2放入到数显油浴锅1中，数显油浴锅加热腐蚀介质，使之沸腾，产生酸性介质和蒸汽。将第II辅助电极3、第II工作电极4、第II参比电极5、温度计6用橡胶塞固定在五口烧瓶中，使之浸入到溶液中，第II工作电极4要完全浸没入腐蚀液中。冷凝管水平内管21的两端分别与五口烧瓶2的两个口相连，实现溶液的循环，保证腐蚀介质在整个实验过程中的一致性。将一组出个)平行腐蚀挂片12，用试片架固定，放置在冷凝管水平内管21中。将温度计10、11、13分别插入冷凝管水平内管21的进口端、出口端和冷凝斜管14下部的温度计插口中，以监测整个实验过程的温度，确定是在露点的条件下进行的实验。第I段冷凝管外管7和第II段冷凝管外管20的冷却水分别从口 8、15进入，从9、16流出，两路冷却水可以保证腐蚀气体完全冷凝下来，使之回流到五口烧瓶中，而且要根据温度计调节冷却水的流量，确保实验实在结露条件下进行的。在冷凝斜管14的另一端口上部进行另一套电化学测试系统，将第II辅助电极17、第II工作电极18、第II参比电极19固定在冷凝斜管14的端口，进行结露环境下的电化学测试。
[0021]本实验方法不仅仅局限于蒸馏塔顶盐酸露