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轻烃储罐的腐蚀与防护知识

原油稳定装置原料是常减压和重整装置的初馏塔顶C1-C5末凝气。经过处理后主要产品为轻烃，副产品是高压瓦斯。其中V300和V400罐是储存处理后的液态烃。其液态烃送到乙烯做原料，分开出的末凝气靠自身的压力送入高压瓦斯管网。
来源于常减压和重整装置的初馏塔顶末凝气含有HCI、H2S和水。造成轻烃罐内壁金属表面腐，出现直径有5mm左右大小不一的点蚀坑，原有的金属表面已经腐蚀没有。腐蚀率达到0.5-1毫米／年。3年前采纳300微米热喷铝防腐涂层已经腐蚀没有，表面产生大量的灰白色铝的锈蚀物。

 这两座罐使用于1986年7月, 其主要条件见表一。

其主要条件为
表一
罐号
体积〔m3〕
设备规格〔mm〕
内表面积(m2)
材质
温度℃
压力Mpa
V300
40
Φ2440×7315×35

16MnR
60±2
±
V400
100
Φ3000×15010×25

16MnR
60±2
±

储存的介质中的HCI来源于原油中含有的氯盐和水。氯盐中的主要成分是NaCl,MgCl2,CaCl2,其中NaCl约占75％，MgCl2约占15％，CaCl2约占10％。
在原油加工时，当加热到120℃以上时，MgCl2和CaCl2即开始水解生成HCI。其反应为：          

MgCl2＋H2O ―― Mg(OH)2 + 2HCl ↑
CaCl2＋H2O ―― Ca(OH)2 + 2HCl ↑

一般气相部位腐蚀较稍微，液相部位腐蚀严重。影响该部位腐蚀的主要因素是原油中的盐水解后生成HCI及H2S而引起的。这些部位的腐蚀形态为碳钢表面的全面腐蚀、均匀减薄。
从检查的状况看这些部位属于低温HCI－H2S－H2O体系的腐蚀。虽然在进入这两个罐前进行了脱硫，但是液化石油气中含硫量在0.118%-2.5%,易产生低温HCI－H2S－H2O的腐蚀。

在轻烃罐内其中V300(V400没有防腐)内壁表面原采纳金属热喷涂的方法,做300微米厚铝防腐层,采纳E44环氧银粉漆做封闭层。在大气中铝是耐蚀的的，甚至有SO2及CO2存在时影响也很小，但附着在铝表面的污染物可能形成氧的浓差电池而产生点蚀。铝在PH4－11的淡水中是很耐蚀的，但PH值小于4时出现酸性腐蚀，PH大于11时出现碱性腐蚀。但是铝在盐酸、氢氟酸等介质中铝不稳定。当使用介质中含有Cl-时，使非晶态的屏蔽层变薄，保护性能下降，腐蚀量加大生成厚的水化氧化物膜。

HCl、H2S处于干态时，对金属无腐蚀。当罐中含水时HCl即溶于水中成盐酸。盐酸浓度可达1％－2％，成为一个腐蚀性十分激烈的“稀盐酸腐蚀环境〞。假设有H2S存在，可对该部位的腐蚀加速。硫化氢对钢的腐蚀，一般来说，温度增高则比常温下腐蚀增加。在HCl和H2S互相促进构成循环腐蚀，反应如下：
Fe + 2HCl ―― FeCl2 ＋ H2↑
FeCl2 ＋ H2S ―― FeS↓ ＋ HCl
Fe ＋ H2S ――FeS↓＋H2↑
FeS ＋HCl ―― FeCl2 ＋ H2S
所以碳钢在HCI－H2S－H2O的腐蚀体系中金属表面腐蚀是很厉害的。
3 材料的选择依据
3.1 防腐材料的筛选
    通过对几种防腐材料的筛选，选用了钛纳米聚合物涂料。为了慎重起见采纳了大连自控设备厂反应釜，材质为钛合金，型号为GCF。在常减压装置采用一定量的常减压初顶汽油，采纳纳米聚合物涂料挂片进行了试验，试验状况见表二：
试验状况
表二
序号
温度〔℃〕
压力〔Mpa〕
时间(h)
介质
变化状况
1
100

144×2
常减压初顶汽油
表面没有变化，持续试验。
2
150
1
144×2
常减压初顶汽油
表面没有变化，持续试验。
3
250

144
常减压初顶汽油
表面颜色稍有变化，但在10％盐酸浸泡，没有发现金属腐蚀。
注:试验时间144小时按国家试验要求为1周期。

从试验的结果与在用轻烃罐使用条件相比，条件要苛刻得多。所以说从试验的结果结合氢烃罐使用的状况，采纳钛纳米聚合物涂料对氢烃罐进行内壁防腐，方法是可靠的。
3 使用效果与经济分析
3.1 使用效果
使用1年以后开罐检查，防腐涂层整体性完好，涂层表面有光泽，无起皮、起泡、龟裂、脱落等现象。防腐涂层表面没有任何锈蚀产物附着在表面。
所以说该防腐涂层在含有H2S、HCl 等多种介质的油气中，60℃左右温度下及有一定压力下使用。解决了金属表面腐蚀及热喷铝及常规特种防腐涂料耐腐蚀不耐温度的难题。为轻烃罐的防腐蚀找到了一种新方法。