20鋼在90℃H2S-HCl-H2O環(huán)境中腐蝕行為研究.pdf

1、隨著原油中含硫量的大大增加,石油煉制過程中設(shè)備的H2S腐蝕變得日益嚴(yán)重。其中,常減壓蒸餾塔頂冷凝水系統(tǒng)腐蝕問題尤為突出。脫鹽處理中形成的H2S和HCl,在常減壓蒸餾過程中與H2O一起冷凝形成低溫H2S-HCl-H2O腐蝕環(huán)境從而對金屬材料造成嚴(yán)重腐蝕。因此研究金屬材料在此環(huán)境下的腐蝕行為與機(jī)理以及相應(yīng)的防護(hù)技術(shù)勢在必行。
　　 有關(guān)碳鋼等金屬材料的H2S腐蝕問題報(bào)道較多,研究環(huán)境大多數(shù)是在室溫條件下通入飽和H2S的NaCl溶液。

2、而針對高含硫原油煉制常減壓塔頂冷凝水系統(tǒng),利用電化學(xué)技術(shù)在室溫以上H2S-HCl-H2O腐蝕體系中系統(tǒng)地研究碳鋼的腐蝕規(guī)律及其防護(hù)技術(shù)的研究工作甚少。為此本工作利用失重法、電化學(xué)測試技術(shù)、結(jié)合SEM形貌觀察和XRD物相分析,系統(tǒng)研究了20鋼在90℃ H2S-HCl-H2O腐蝕體系中的腐蝕行為,探討了三乙烯四胺對20鋼的緩蝕作用與機(jī)理。研究結(jié)果表明:
　　 1、90℃H2S溶液中,H2S促進(jìn)了20鋼陰極析氫過程,碳鋼腐蝕速率隨H2

3、S濃度升高而增大;金屬表面形成了一層不具有保護(hù)作用的硫化物四方硫鐵礦;H2S使得金屬表面發(fā)生了嚴(yán)重的微電偶腐蝕導(dǎo)致碳化物破壞與脫落,從而形成腐蝕坑。
　　 2、90℃HCl溶液中,20鋼表面表現(xiàn)為嚴(yán)重的均勻腐蝕,HCl濃度升高,碳鋼陰極析氫過程加劇,腐蝕電位升高,腐蝕速率增大。
　　 3、在90℃含有不同濃度HCl的H2S溶液中,20鋼腐蝕過程受陰極H+去極化過程控制,腐蝕速率隨HCl濃度升高而增大;HCl減弱了20鋼腐

4、蝕過程中的非法拉第過程,從而改變了碳鋼的腐蝕形貌,使得金屬表面呈現(xiàn)嚴(yán)重的均勻腐蝕而未出現(xiàn)明顯的腐蝕坑;HCl存在與否,20鋼表面腐蝕產(chǎn)物主要成分均為四方硫鐵礦的硫化物,但是HCl濃度升高,硫化物溶解速率增大而不易在金屬表面沉積。
　　 4、考察,HCl濃度一定H2S濃度對20鋼腐蝕行為的影響發(fā)現(xiàn):當(dāng)溶液中HCl濃度較低(0.005 wt.％)時(shí),碳鋼腐蝕過程主要受氫去極化過程控制,隨著H2S濃度增加,氫去極化過程加劇,腐蝕速度加

5、快;HCl濃度為0.100 wt.％時(shí),碳鋼腐蝕過程表現(xiàn)為陰、陽極混合控制,H2S對碳鋼腐蝕過程起到了一定程度的阻礙作用;所研究兩種體系下,碳鋼都表現(xiàn)為嚴(yán)重的均勻腐蝕。
　　 5、極化測定結(jié)果表明,三乙烯四胺在90℃ H2S-HCl-H2O體系中呈現(xiàn)混合型中和緩蝕特征,但對碳鋼的陽極過程表現(xiàn)出更加有效的抑制作用;pH為6.05時(shí)(199.0 mg L-1H2S+0.010 wt.％HCl),TETA具有最好的中和緩蝕效果,碳鋼腐