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石油加工的硫化物处理

发表时间：2021/6/22 来源：《基层建设》2021年第6期作者：王艾伍

[导读] 摘要：石油加工过程存在着多种不同的硫化物，其共同点在于都会对设备造成腐蚀，会影响石油产品的质量，也会在一定程度上对环境造成影响。

        中海外能源科技（山东）有限公司
        摘要：石油加工过程存在着多种不同的硫化物，其共同点在于都会对设备造成腐蚀，会影响石油产品的质量，也会在一定程度上对环境造成影响。并且石油加工过程中的硫化物处置不当不仅会对石油产品的功能和品质产生较大影响，还会导致石油加工的总体速率减慢，导致石油加工公司的经营成本增高、利润空间缩窄。因此石油加工过程中，应当高度重视硫化物的处理。基于此，本文阐述了石油加工中的硫化物类别以及硫化物腐蚀原理与危害性，对石油加工中的硫化物处理措施进行了探讨分析。
        关键词：石油加工；硫化物；类别；腐蚀原理；危害性；处理措施
        石油加工过程中，由于硫化物可能会对加工设备造成腐蚀、对生态环境造成污染等不利影响。因此在实际的石油加工过程中，必须加强对硫化物进行处理。
        一、石油加工中的硫化物类别
        1、热稳定性较高的硫化物。在石油加工中，这种常见的硫化物主要是四氢化噻与噻吩。噻吩散发出一种芳香气味，其化学物理性质和苯等物质十分近似，热稳定性极强，较易溶解在硫酸中，这种硫化物在原油存在较多。高温含硫化合物腐蚀环境是240℃以上重油部位由H2S形成腐蚀环境，典型高温硫化合物腐蚀环境存在于减压塔下部，常压渣油部位等；催化裂化装置主分馏塔下部等。
        2、酸性硫化物。酸性硫化物一般而言主要包括硫醇与硫化氢。硫醇与硫化氢的占比总体不算太高，而且大部分是在石油加工环节其他硫化物进行分解之后的产物。但是，这些物质均会对金属进行腐蚀。其中，硫化氢的腐蚀作用更为明显。
        3、中性硫化物。其主要包括二硫化物与硫醚，在原油中，硫醚占比很高并且在原油中的含量伴随馏分沸点的提升而提升，大多存在于柴油与煤油的馏分中。硫醚属于中性液态物质，具有较强的热稳定性，不会对金属产生腐蚀，同时二硫化物也不会和金属产生反应，然而其抗热性能低，当达到一定热度后便能够分解为对金属有腐蚀作用的硫醇、硫化氢等。
        二、石油加工中的硫化物腐蚀原理分析
        硫化物与含硫化物对石油加工影响非常大，石油加工时受热后硫化物分解硫化氢，硫与盐共同存在环境中金属受腐蚀严重，炼油系统中常压等高温重油部位与初馏等低温轻油部位受到腐蚀。催化加工中气体馏分中产生含硫化合物使催化剂中毒，必须在油品精制中去除含硫化合物。原油中总硫含量0.5%为低硫原油，含硫0.5-2.0%成为含硫原油，硫以硫醇噻吩等形式存在，煤油中硫醚较多，硫化物中参与腐蚀反应的主要是硫化氢，硫醇为腐蚀源。石油加工中硫化物分解产生活性H2S，通常复杂硫化物115-120℃分解H2S，低级硫醇在高温下与钢铁反应，原油中含氯化物等相互作用，使硫化氢腐蚀更加剧烈。
        石油炼化中与高温含硫化物介质接触设备发生化学反应，出现在物流接触各部位，H2S腐蚀性最强。高温腐蚀速率取决于原油活性硫，温度升高促进活性含硫化合物与金属化学反应，高温硫腐蚀速度快，生成硫化铁保护膜后腐蚀速率保持恒定，由于物流流速高，脱落后腐蚀重新开始。
        三、石油加工中的硫化物危害性分析
        1、腐蚀机械设备。石油加工通常有连多硫酸腐蚀、高温硫腐蚀、露点酸腐蚀、低温湿硫化氢腐蚀等类别。常规情况下，含硫化合物中的硫醇、单质硫等具有生物活性的硫是对加工设备进行腐蚀的重要物质。硫化物会对金属设备造成严重腐蚀，例如，在常减压装置中，高温重油部位的腐蚀主要集中在常压塔底。同时，石油产品中的硫化物在使用及储存过程中同样会腐蚀金属。此外，二氧化硫和三氧化硫等遇水生成H2SO3和H2SO4会对机器零部件造成强烈的腐蚀。
        2、影响石油产品的品质。

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石油加工过程中的硫化物产生以及其腐蚀问题等都会严重影响油料的储存安定性，加速成品油氧化变质，生产粘稠沉淀物。同时，硫化物还会使石油炼制工艺中的重整装置和车辆尾气净化装置中的催化剂中毒而失去活性。
        3、排放污染物。石油加工过程中的H2S及低分子硫醇等有毒气体会造成环境污染。含硫或者高硫石油加工期间排放的含硫的物质大致包括含硫废水、挥发性含硫有机物、SO2废气等。其中SO2来自酸性气回收、催化剂再次燃烧、含硫燃料的燃烧等；VOCs（挥发性有机物）主要来自各种类型的贮罐的呼吸、污水处理体系逸散、石油化工设备和管阀件泄露、装置尾气等；酸性废水主要源自汽提塔冷凝等环节。
        4、影响从业人员的身体健康。石油加工过程中的硫磺粉尘、SO2、H2S等物质或许给人们或者环境造成重大污染。其中，H2S有很强的生物毒性，在一般空气压状况下呈现为散发臭鸡蛋气味、没有颜色的气体形态，和空气相比，其密度更大，能够在低点集聚，燃点低，其或许由石油本身含有、加工期间其他含硫化合物分解产生。浓度较低的H2S能够刺激人们的粘膜，让人眼角膜受损，出现胸闷、呕吐等不良反应。
        四、石油加工中的硫化物处理措施
        石油加工中的含硫原油硫化物腐蚀是复杂过程，发生腐蚀形态有多种，为减轻加工含硫原油对设备腐蚀度，采用含硫原油掺炼方法降低总硫含量是降低腐蚀有效措施。掺炼降低原油总硫含量是降低设备管线腐蚀有效措施。此外笔者认为还需要采取以下措施对石油加工中的硫化物进行处理。
        1、加强常减压系统设备的腐蚀防护。石油加工过程中，选用恰当的加工工艺和加工参数，能够减小设备的腐蚀程度，在加工时运用电脱盐为主的“一脱四注”的防腐加工工艺，选用抗腐蚀性能突出的设备材料，应用恰当数量的防腐内审材料，选用科学的架构模式，对腐蚀程度与流动速度加以核算，而且还能够运用阴阳极进行保护的方法，避免机械设备内电子形成定向移动模式，导致腐蚀加工设备。
        2、强化加氢裂化装置的防护。石油加工过程中，需要持续减小氢循环中硫化物真正的浓度，运用部分无铬或铬占很小比例的抗硫化氢的机械材料，另外还采用温度保持与减小防腐速率的举措、运用保护性刚表面的加工工艺，减小氢腐蚀的速度。另外还应当避免连多硫酸腐蚀现象的产生，尽量减少开关设备的频次，在加工设备暂停运行时，依据实际部位的差异，采用相对应的措施避免氮气封闭，避免形成连多硫酸，另外运用浓度为0.5%的碳酸钠和浓度为1.55%～2%的碳酸钠熔岩加以清洁，确保腐蚀速度有效减慢。
        3、合理构建硫化物腐蚀的监控系统。石油加工过程中，结合其出现的硫腐蚀的实际情况，构建完善的腐蚀问题监控系统，腐蚀监控的内容具体包含：测量最高点温度和最低点温度、测量冷凝水铁离子的含量、测量测厚点，在经过全面的准确的测量以后能够剖析出硫腐蚀的情况，能够对其中蕴含的规律加以归纳，还能够发现腐蚀程度严重的位置，便于及时采用措施对其进行处理，防止严重腐蚀问题的产生。监控冷凝水中铁离子的含量，有利于全面掌握腐蚀问题形成的原因。通过对现实的监测情况进行剖析可知，电脱盐操作出现变化的情况下，常压塔内的减压冷凝液中的铁离子会大幅增多，该种状况会出现较为显著的腐蚀现象，给石油加工设备造成重大损害。
        结束语：
        科技的进步以及社会经济的快速发展，使得石油需求逐渐增多，同时石油加工效率也得到大幅提高。但是由于石油加工规模的增大导致加工活动所需的含硫化物数量不断增高，造成石油加工设备被严重腐蚀，给石油化工工作造成重大不良影响。因此为在石油加工过程中，必须要针对硫化物的腐蚀问题，采取科学有效的处理措施，从而确保石油加工效率和加工质量。
        参考文献：
        [1]张楠.石油化工设备硫化物腐蚀及防护措施研究[J].石化技术，2018（05）
        [2]张丽娜，蔡广新.石油机械加工质量影响因素及控制方法[J].科技展望，2015.