摘要:文章對磺化工藝流程進行了簡要概述,介紹了磺化工藝管線腐蝕現狀及其原因,并對磺化工藝管線的防腐措施進行了總結,從技術和管理兩方面提出了改進措施,探討了其可行性。
關鍵詞:磺化工藝;管線腐蝕;防護
中圖分類號:TQ637 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2012)20-0074-02
1磺化工藝概述
磺化工藝是以烷基苯和硫磺作為基本原料,利用烷基苯與三氧化硫降膜反應生成烷基苯磺酸產品;三氧化硫是由液體硫磺與空氣燃燒產生二氧化硫,二氧化硫催化轉化而成。尾氣利用除霧設備、堿和烷基苯吸收后得到達標尾氣?;腔に嚬艿澜橘|主要有烷基苯磺酸、三氧化硫、烷基苯、二氧化硫、堿液等。
金屬材料的腐蝕主要為物理腐蝕和化學腐蝕。根據我廠工藝條件,管道的腐蝕主要由化學腐蝕造成,物理腐蝕所造成的影響遠小于化學腐蝕。
我廠各類工藝管線中,三氧化硫、二氧化硫、烷基苯和堿液等管線主要是全面腐蝕,腐蝕分布在整個金屬表面上,均勻腐蝕的危險性相對較小,因為若知道了腐蝕的速度,即可推知材料的使用壽命,并在設計時將此因素考慮在內,故本文不再
討論。
2烷基苯磺酸管線
硫酸管線腐蝕現象比較嚴重,而且管線多為局部腐蝕,腐蝕造成的危害性極大,管線、容器在使用較短的時間內造成腐蝕穿孔,物料泄露,嚴重得影響了生產運行,大大縮短了管線、容器的使用壽命。經過統計,腐蝕部位主要集中在管線焊道、低點和積垢處等。近幾次停車檢修中,該區域出現多處漏點,拆洗管線亦發現管線內壁有不同程度的減薄,特別是三通、彎頭與管線焊口部位為漏點多發部位,管線內壁底部腐蝕普遍嚴重。
分析:磺化管線所受化學腐蝕分為化學腐蝕和電化學腐蝕。
(1)金屬的化學腐蝕是指金屬表面與非電解質直接發生純化學作用而引起的破壞。例如與硫酸管線的腐蝕主要由于低濃度硫酸的出現與管線發生如下反應產生腐蝕:
Fe+H2SO4=FeSO4+H2
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
這也是硫酸管線的主要腐蝕原因。當磺酸管線內積水時也發生上述反應。
(2)金屬與電解質溶液作用所發生的腐蝕,是由于金屬表面發生原電池作用而引起的,這一類腐蝕叫做電化學腐蝕?;腔芫€的另一個腐蝕因素是電化學腐蝕。
我廠磺化工藝生產周期較短,所以磺酸管線清洗周期較短,清洗頻率較高,清洗后管線內殘留物駐留時間長。管線清洗使用加熱稀堿液沖洗,然后清水沖洗,最后儀表風吹掃。清洗過程會造成管線內部存留部分微量水分在管壁四周,特別是在低點、彎頭和焊道等處積垢積水腐,造成腐蝕更加
嚴重。
此類管線電化學腐蝕機理:
(1)當清洗水為強酸性環境中
析氫腐蝕(鋼鐵表面吸附水膜酸性較強時)
負極(Fe):Fe-2eˉ=Fe2+
Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+
正極(雜質):2H++2eˉ=H2
電池反應:Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑
由于有氫氣放出,所以稱之為析氫腐蝕。
(2)在清洗水為弱酸性或中性環境中
吸氧腐蝕(鋼鐵表面吸附水膜酸性較弱時)
負極(Fe):Fe-2eˉ=Fe2+
正極:O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ
總反應:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
由于吸收氧氣,所以也叫吸氧腐蝕。
析氫腐蝕與吸氧腐蝕生成的Fe(OH)2被氧所氧化,生成Fe(OH)3,脫水生成Fe2O3鐵銹。
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
3防護措施
針對以上兩個腐蝕原因的分析,并結合我廠實際生產條件做出以下幾條防護措施:
(1)改進清洗方式,盡量減少管線內存水。清洗完畢后用烷基苯原料置換沖刷管線,烷基苯本身沒有腐蝕性,可用它置換管線中的水分,避免了水分和積垢造成的腐蝕;烷基苯原料可沾附在管線內壁,有效隔絕空氣,切斷電化學腐蝕反應。
(2)減小溶液的停滯與積聚,防止殘留液腐蝕與沉積物腐蝕。管線清洗過后,先低點排放至放空后,再用儀表風追掃。通過該步驟盡量減少管線內的存留液體及垢物,清除低點、彎頭和焊道等處的腐蝕隱患物。
(3)建立定期性的管線檢測制度,完善管線腐蝕檔案。做到對管線的腐蝕變化隨時跟蹤,提前發現問題和隱患。
(4)溫度對化學腐蝕和電化學腐蝕的速度有很大影響,溫度較高可以加速腐蝕速度?;撬峁芫€在停用時,將用于管線保溫的伴熱線停用,降低腐蝕速度。
(5)在管線材質選擇上,由于腐蝕的多樣性,無法完全滿足工況要求,而且價格過高,經濟上不合理,通過以上工藝的改進及其他方法可取得較好的防腐效果,經濟合理。
眾所周知,防腐蝕的目的在于延長設備的使用壽命,確保安全生產,提高綜合經濟效益,因此需要確定技術可靠、經濟合理的防腐蝕措施。
參考文獻
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作者簡介:劉立軍(1985-),男,黑龍江大慶人,大慶油田化工集團東昊表活劑分公司助理工程師;王亞輝,男,供職于大慶油田化工集團東昊表活劑分公司。
(責任編輯:秦遜玉)