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石油炼制设备湿硫化氢腐蚀监测技术与现场应用研究

欧阳跃军

   在炼油行业中,设备的腐蚀一直是影响生产装置正常运行的重要问题。由于炼油工艺形成的特殊工况条件,装置承受着高温、高压下腐蚀性介质的侵蚀,尤其是近年来原油含硫高、酸值高的趋势。在炼制含硫原油的过程中,原油中的硫化物随着加工过程产生对设备有害的硫化氢,硫化氢腐蚀设备产生的原子氢吸附在钢表面,再扩散侵入到钢内部,日集月累使钢中的氢浓度不断增加,钢中达到一定的临界浓度后就有发生氢损伤的可能,严重影响安全生产。 本文应用Dcvanathan—Stachurski渗氢检测原理,设计腐蚀监测系统,该硬件系统由钯合金膜氢传感器、CP5型恒电势仪、电脑及三芯屏蔽线等部分构成,该软件系统采用C语言作为开发工具,具有人机交换界面,主菜单包括“文件”、“监测”、“选项”、“工具”和“帮助”五项。 原子氢在钢中的扩散服从Fick第二定律,论文从氢脆、氢鼓泡及氢腐蚀三个方面论述钢质材料的氢损伤机理,讨论钢材料氢损伤的电化学判断方法。根据Devanathan-Stachurski电化学渗氢实验测定得到了原子氢在A3、16MnR、20G和08F钢中的低温扩散系数,由四种钢样低温氢扩散系数的Arrhenius关系,可计算出任意测量温度下的它们的扩散系数。用不同浓度的硫化氢溶液腐蚀充氢,最终获得不同浓度下的钢壁容器硫化氢的腐蚀速率随稳态渗氢电流密度变化的对应方程。通过钢的腐蚀速率随稳态氢渗透电流密度变化的方程,计算设备内壁湿硫化氢腐蚀速率。 现场试验表明该监测系统采用0.5mm~2的屏蔽线在400m内对直接传输氢渗透电流信号的强度无损失。因此,电脑、恒电势仪安放在距石油炼制设备180m的中央控制室里是完全可行的。 对中石化茂名分公司的现场监测结果表明:研制的JMH-1型氢传感器测量的信号稳定可靠,可以实时监测设备腐蚀后产生的氢渗透电流密度,显示硫化氢腐蚀速率及设备器壁中可移动原子氢的浓度分布。根据在线监测设备内部渗氢的速率,由系统软件分析监测结果,判定设备运行是否安全。若为不安全的运行状态,则需要采取相应措施,调整工艺参数,防止事故的发生,避免重大的人员伤亡和巨大的经济损失。因此,该腐蚀监测系统可用于预示石油炼制设备内壁湿硫化氢腐蚀的速率和评估设备运行的安全状态。……   
[关键词]:石油炼制设备;湿硫化氢腐蚀;监测;氢传感器;氢渗透;工业试验
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:湖南大学2007年