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在石油石化煉化廠,由硫腐蝕導致的設備損壞、報廢的情況并不少見,特別是國家加大原油儲備,大量從中東等地引進原油后,人們發現煉油、儲運等設備的腐蝕更為嚴重,維修變得更為頻繁,主要原因是中東等地的原油含硫量高,硫腐蝕嚴重。在煉化行業,硫腐蝕往往存在三種方式:低溫硫腐蝕、高溫硫腐蝕、高溫硫聯合腐蝕。在本文簡單聊聊煉油設備的低溫硫腐蝕及相應的防治材料及防治措施。
原油中所含硫和硫化物的總量稱之為原油的硫含量,其中的硫化物主要是有機硫化物,也有少量的單質硫和硫化氫,其主要類型有:單質硫S,硫化氫H2S,硫醇RSH,硫醚RSR,二硫化物RSSR。可以和金屬直接反應生成硫化物叫做活性硫,如單質硫、硫化氫和硫醇:
S+Fe→FeS H2S+Fe→FeS+H2
RCH2CH2SH+Fe →FeS+RCH=CH2+H2
在低溫下H2S只有溶解水中才具有腐蝕性。通常低溫下由于金屬表面存在著水或水膜,而鐵發生腐蝕反應: H2S+Fe→FeS+H2
在攪動H2O中的懸浮S時可使pH值下降到1.8,認為這是S在H2O中的歧化反應引起的:4S+4H2O →3H2S+H2SO4
硫與鋼的直接接觸,起到有效陰極的作用而加速腐蝕。在水溶液中硫引起碳鋼腐蝕的反應為:
陽極過程: Fe→ Fe2++2e— Fe+H2O→ Fe(OH)++H++2e—
陰極過程:Sn+2e →Sn2- Sn2-→S2-+Sn-1
可見硫在低溫下對碳鋼的腐蝕極為嚴重,雖然原油存儲一般在60-90℃,但原油存儲時罐體1.5m以下卻存在大量的水,為硫的歧化反應提供了有利條件,使硫的腐蝕真實存在。
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