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[原创] 炼油厂含硫污水的腐蚀与腐蚀机理

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[复制链接] 只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2017-10-27
写在前面:炼油厂含硫污水对金属设备腐蚀是一个比较厉害介质,防护起来比较麻烦,所以在这方面设备腐蚀损失较大,需要较大的精力来解决这一问题。
炼油厂含硫污水的腐蚀与腐蚀机理

1、腐蚀
石油化工炼油厂含硫污水池、污水罐、污水管道存在着严重的腐蚀问题。因污水中含有大量的H2S、NH3、HCN、CO2,同时又含有大量的Cl-、SO42-等有害离子及大量的细菌,而且温度高达70~80℃。对低碳钢设备腐蚀相当严重。含硫污水2~3年腐蚀深度达3~4mm,甚至多处腐蚀穿孔,报废的污水罐及管道不断增加。含硫污水的腐蚀问题是炼油系统的一个难题,已。
炼油厂污水车间的含硫污水,主要来源于常减压、催化车间生产过程中产生的污水。由于污水中含有大量的腐蚀介质,致使污水池、污水罐、污水管道受到严重的腐蚀,产生大量的斑点和蚀坑,甚至造成焊缝热影响区应力腐蚀开裂,施焊修复也无法消除裂纹。
现将腐蚀机理,防护方法详述如下。
2 、 腐蚀情况分析
        2.1  腐蚀机理
        随着原油的深度加工,原油中的硫化物、氮化物也得到更多的分解。因此,含硫污水中有大量的H2S、NH3、HCN。它们之间的反应产物成为主要的腐蚀性物质。含硫污水中含有大量的H2S、NH3、HCN等腐蚀性介质,构成H2S-NH3-HCN-H2O腐蚀环境。
Fe+H2S→FeS↓+2[H](渗透)

钢铁在H2S水溶液中,不只是由于电化学反应生成FeS而引起的一般腐蚀,而且生成的氢原子还向钢铁渗透并扩散。渗入钢中的氢原子一部分分散在金属晶格内,另一部分向金属缺陷处(错位、空位也可能是亚微观或较大的空隙,如焊缝的气穴、夹层等)扩散蓄积,并形成氢分子。而这些氢分子不易从钢中跑出,使钢发生永久性的脆化。由于氢分子的不断蓄积,导致该处压力升高,巨大的内应力致使钢板分层、鼓泡,甚至开裂。用电焊焊接裂纹处,反而使原裂纹加长,这是氢脆化的特征。
当pH值为6时,钢表面为FeS覆盖,有较好的保护性能。但由于存在CN-、Cl-等活性离子时,它溶解了FeS保护层,加速了腐蚀反应发生:
FeS+6CN-→[Fe(CN)6]4-+S2-
[Fe(CN)6]4-+2Fe2+→Fe2[Fe(CN)6]↓
此外,由于污水中含有大量的NH3、CN-、Cl-,它们能与H2S发生反应,生成NH4HS、(NH4)2S,是腐蚀性能较强的物质。
                        H2S+NH3→NH4HS
                       H2S+2NH3→(NH4)2S
        与此同时,致使H2S在水中溶解度大大增加,亦即HS-溶解度增大。此外,NH3溶于水的pH值大于10左右。从而为FeS与CN-反应提供了很好的pH值条件。
       含硫污水对碳钢腐蚀的特征是厚度减薄、局部穿孔,还有极易引起鼓泡、开裂、焊缝应力腐蚀开裂等现象。
3、含硫污水防腐涂料筛选

目前选择含硫污水罐最佳的涂料有:金属纳米合金涂料、环氧呋喃、环氧聚硫、环氧树脂涂料、乙烯基涂料。但要根据含硫污水成分、温度来选择。一般涂料腐蚀性能与污水中含酚量、温度有关,酚含量大、温度高对涂层易产生渗透,引起破坏作用。
所以有的单位含硫污水中含酚量少,温度低用乙烯基酯玻璃鳞片涂料、酚甲醛环氧涂料获得成功,有的单位失败了。切记,一定要根据含硫污水成分,温度挂片后再选择成膜物。

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王巍 绿叶 +1 来自防腐蚀论坛app的点赞 2019-04-23