常减压装置低温部位Q235钢的腐蚀行为研究

发布时间：2017-11-01 00:25

  本文关键词：常减压装置低温部位Q235钢的腐蚀行为研究

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【摘要】：随着我国原油开采进入中后期，高质量原油资源的存量日益减小，大量低质量原油，特别是高酸值（0.5~1.0mg/g）稠油和高含硫（1%~2%）进口原油的加工量日渐增加。由于原油中含有较高酸值、硫和盐分，常常由于腐蚀等原因会使常减压蒸馏装置腐蚀，，严重影响设备正常运行。对常减压蒸馏装置的腐蚀成因进行分析，由此寻找出应对措施，已成为一个十分重要的技术课题。本文利用静态挂片失重法、极化曲线法、扫描电镜法以及X射线衍射分析法分别研究了Q235钢在甲酸和乙酸质量比为1:1的混合溶液中、硫化氢水溶液中、氯化铵水溶液中以及500mg/L盐酸和500mg/L氯化铵的混合溶液中的腐蚀行为。分别考察了不同腐蚀液浓度，挂片温度等情况下Q235钢的腐蚀行为。 对Q235钢在质量比为1:1的甲酸和乙酸混合溶液中的腐蚀行为研究表明：Q235钢在甲酸和乙酸水溶液中的平均腐蚀速率在90℃温度范围内，随着温度的升高而逐渐增大，浓度为100mg/L时，平均腐蚀速率由20℃时的0.354mm/a增加到90℃时的1.255mm/a；Q235钢在500mg/L腐蚀液浓度范围内，平均腐蚀速率随着浓度的增加先逐渐增大而后趋于平稳，温度为20℃时，平均腐蚀速率由腐蚀液浓度为100mg/L时的0.354mm/a增加到腐蚀液浓度为500mg/L时的0.900mm/a。宏观腐蚀形态为均匀腐蚀，在扫描电镜下观察，腐蚀严重时，局部出现点蚀、剥离等现象。同时通过腐蚀动力学的分析可知，该反应属于一级反应，反应的活化能为27.33KJ/mol。 对Q235钢在硫化氢水溶液中的腐蚀行为研究表明：Q235钢在单独硫化氢水溶液中的平均腐蚀速率相对较小，在本实验条件下，最大值也仅为50℃，600mg/L时的1.712mm/a，这是因为Q235钢在硫化氢水溶液中的腐蚀产物主要为硫化亚铁，对Q235钢具有一定的保护作用。Q235钢的腐蚀速率随着硫化氢浓度的增加呈现出先增大后减小的趋势，这是因为当硫化氢浓度达到600mg/L时，产物中Fe9S10的相对含量最大，对Q235钢的保护程度减弱。 对Q235钢在氯化铵水溶液中的腐蚀行为研究表明：Q235钢在氯化铵水溶液中的腐蚀属于盐腐蚀，主要靠氨根离子的水解产生氢离子与Q235钢发生电化学腐蚀，腐蚀速率相对较小。主要产物为氯化亚铁，腐蚀速率随着腐蚀液浓度的增加以及温度的升高而增大。腐蚀形貌基本上属于均匀腐蚀。 对Q235钢在盐酸和氯化铵混合水溶液中的腐蚀行为研究表明：Q235钢在盐酸和氯化铵混合水溶液中的腐蚀以酸腐蚀为主，盐酸是强酸，与Q235钢反应生成的氯化亚铁溶于水不具有保护作用，对Q235钢造成严重的腐蚀，腐蚀形貌属于典型的沿晶氯腐蚀。
【关键词】：Q235钢 甲酸和乙酸 硫化氢 氯化铵 腐蚀
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG172
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 炼油厂常减压蒸馏装置的简介11-12
• 1.1.1 原油工艺流程的简要叙述11-12
• 1.1.2 原油的组成12
• 1.1.3 原油蒸馏的特点12
• 1.1.4 常减压装置的低温部位12
• 1.2 常减压蒸馏装置低温部位的腐蚀介质12-14
• 1.2.1 HCl-H2O 腐蚀介质12-13
• 1.2.2 HCl-H2S-H2O 腐蚀介质13-14
• 1.2.3 小分子酸腐蚀介质14
• 1.2.4 氨盐类腐蚀介质14
• 1.3 国内外对常减压装置腐蚀行为的研究现状14-16
• 1.3.1 国外研究现状14-15
• 1.3.2 国内研究现状15-16
• 1.4 常减压装置低温轻油部位的腐蚀状况16-17
• 1.5 常减压装置低温部位的腐蚀的影响因素17-20
• 1.5.1 原油酸值的影响18
• 1.5.2 结构因素——常减压塔顶挥发线湍流的影响分析18-19
• 1.5.3 应力腐蚀开裂的影响分析19
• 1.5.4 其他因素影响分析19-20
• 1.6 常减压装置的腐蚀检测20-21
• 1.6.1 实验室的检测方法20
• 1.6.2 工业上的检测方法20-21
• 1.7 常减压装置腐蚀的控制21-22
• 1.7.1 加强“一脱四注”抑制腐蚀介质21-22
• 1.7.2 加强工艺操作，缓解露点腐蚀22
• 1.7.3 加强防腐蚀检测22
• 1.8 课题的目的及意义22-23
• 第2章 实验部分23-29
• 2.1 实验试剂23-24
• 2.2 实验仪器24-25
• 2.3 实验前的准备25-26
• 2.3.1 挂片的前处理以及清洗液的配制25
• 2.3.2 甲酸和乙酸水溶液的配制及标定25
• 2.3.3 硫化氢水溶液的配制及标定25-26
• 2.3.4 氯化铵水溶液的配制及标定26
• 2.4 检测方法26-29
• 2.4.1 静态挂片失重法26
• 2.4.2 恒电位极化法26-27
• 2.4.3 扫描电镜分析27
• 2.4.4 X 射线衍射分析27-29
• 第3章 结果与讨论29-49
• 3.1 Q235 钢在甲酸和乙酸混合水溶液中的腐蚀行为研究29-35
• 3.1.1 静态挂片法测定 Q235 钢片在甲酸和乙酸混合溶液中的腐蚀速率29-30
• 3.1.2 扫描电镜法观察 Q235 钢片在甲酸和乙酸混合溶液中的腐蚀形貌30-31
• 3.1.3 极化曲线法评价 Q235 钢在甲酸和乙酸混合溶液中的腐蚀31-32
• 3.1.4 甲酸和乙酸混合溶液的腐蚀动力学32-35
• 3.1.5 小结35
• 3.2 Q235 钢在硫化氢水溶液中的腐蚀行为研究35-39
• 3.2.1 静态挂片法测定 Q235 钢片在硫化氢水溶液中的腐蚀速率35-37
• 3.2.2 扫描电镜法观察 Q235 钢片在硫化氢水溶液中的腐蚀形貌37-38
• 3.2.3 XRD 分析 Q235 钢片在硫化氢水溶液中的腐蚀产物38-39
• 3.2.4 小结39
• 3.3 Q235 钢在氯化铵水溶液中的腐蚀行为研究39-44
• 3.3.1 静态挂片法测定 Q235 钢片在氯化铵水溶液中的腐蚀速率39-40
• 3.3.2 扫描电镜法观察 Q235 钢片在氯化铵水溶液中的腐蚀形貌40-41
• 3.3.3 极化曲线法评价 Q235 钢在氯化铵水溶液中的腐蚀41-42
• 3.3.4 XRD 分析 Q235 钢片在氯化铵水溶液中的腐蚀产物42-43
• 3.3.5 小结43-44
• 3.4 Q235 钢在盐酸和氯化铵混合水溶液中的腐蚀行为研究44-49
• 3.4.1 静态挂片法测定 Q235 钢片在盐酸和氯化铵混合水溶液中的腐蚀速率44-45
• 3.4.2 扫描电镜法观察 Q235 钢片在盐酸和氯化铵混合水溶液中的腐蚀形貌45-46
• 3.4.3 极化曲线法评价 Q235 钢在盐酸和氯化铵混合水溶液中的腐蚀46-48
• 3.4.4 小结48-49
• 第4章 结论49-50
• 参考文献50-52
• 在学研究成果52-53
• 致谢53

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1124457