磺化工艺管线腐蚀及其防护

摘要：文章对磺化工艺流程进行了简要概述，介绍了磺化工艺管线腐蚀现状及其原因，并对磺化工艺管线的防腐措施进行了总结，从技术和管理两方面提出了改进措施，探讨了其可行性。

关键词：磺化工艺；管线腐蚀；防护

中图分类号：TQ637

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）20-0074-02

1　磺化工艺概述

磺化工艺是以烷基苯和硫磺作为基本原料，利用烷基苯与三氧化硫降膜反应生成烷基苯磺酸产品；三氧化硫是由液体硫磺与空气燃烧产生二氧化硫，二氧化硫催化转化而成。尾气利用除雾设备、碱和烷基苯吸收后得到达标尾气。磺化工艺管道介质主要有烷基苯磺酸、三氧化硫、烷基苯、二氧化硫、碱液等。

金属材料的腐蚀主要为物理腐蚀和化学腐蚀。根据我厂工艺条件，管道的腐蚀主要由化学腐蚀造成，物理腐蚀所造成的影响远小于化学腐蚀。

我厂各类工艺管线中，三氧化硫、二氧化硫、烷基苯和碱液等管线主要是全面腐蚀，腐蚀分布在整个金属表面上，均匀腐蚀的危险性相对较小，因为若知道了腐蚀的速度，即可推知材料的使用寿命，并在设计时将此因素考虑在内，故本文不再

讨论。

2　烷基苯磺酸管线

硫酸管线腐蚀现象比较严重，而且管线多为局部腐蚀，腐蚀造成的危害性极大，管线、容器在使用较短的时间内造成腐蚀穿孔，物料泄露，严重得影响了生产运行，大大缩短了管线、容器的使用寿命。经过统计，腐蚀部位主要集中在管线焊道、低点和积垢处等。近几次停车检修中，该区域出现多处漏点，拆洗管线亦发现管线内壁有不同程度的减薄，特别是三通、弯头与管线焊口部位为漏点多发部位，管线内壁底部腐蚀普遍严重。

分析：磺化管线所受化学腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

（1）金属的化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。例如与硫酸管线的腐蚀主要由于低浓度硫酸的出现与管线发生如下反应产生腐蚀：

Fe+H2SO4=FeSO4+H2

Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O

这也是硫酸管线的主要腐蚀原因。当磺酸管线内积水时也发生上述反应。

（2）金属与电解质溶液作用所发生的腐蚀，是由于金属表面发生原电池作用而引起的，这一类腐蚀叫做电化学腐蚀。磺化管线的另一个腐蚀因素是电化学腐蚀。

我厂磺化工艺生产周期较短，所以磺酸管线清洗周期较短，清洗频率较高，清洗后管线内残留物驻留时间长。管线清洗使用加热稀碱液冲洗，然后清水冲洗，最后仪表风吹扫。清洗过程会造成管线内部存留部分微量水分在管壁四周，特别是在低点、弯头和焊道等处积垢积水腐，造成腐蚀更加

严重。

此类管线电化学腐蚀机理：

（1）当清洗水为强酸性环境中

析氢腐蚀（钢铁表面吸附水膜酸性较强时）

负极（Fe）：Fe－2eˉ=Fe2+

Fe2+＋2H2O=Fe（OH）2＋2H+

正极（杂质）：2H+＋2eˉ=H2

电池反应：Fe＋2H2O=Fe（OH）2＋H2

由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。

（2）在清洗水为弱酸性或中性环境中

吸氧腐蚀（钢铁表面吸附水膜酸性较弱时）

负极（Fe）：Fe－2eˉ=Fe2+

正极：O2＋2H2O＋4eˉ=4OHˉ

总反应：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe（OH）2

由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。

析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe（OH）2被氧所氧化，生成Fe（OH）3，脱水生成Fe2O3铁锈。

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3

3　防护措施

针对以上两个腐蚀原因的分析，并结合我厂实际生产条件做出以下几条防护措施：

（1）改进清洗方式，尽量减少管线内存水。清洗完毕后用烷基苯原料置换冲刷管线，烷基苯本身没有腐蚀性，可用它置换管线中的水分，避免了水分和积垢造成的腐蚀；烷基苯原料可沾附在管线内壁，有效隔绝空气，切断电化学腐蚀反应。

（2）减小溶液的停滞与积聚，防止残留液腐蚀与沉积物腐蚀。管线清洗过后，先低点排放至放空后，再用仪表风追扫。通过该步骤尽量减少管线内的存留液体及垢物，清除低点、弯头和焊道等处的腐蚀隐患物。

（3）建立定期性的管线检测制度，完善管线腐蚀档案。做到对管线的腐蚀变化随时跟踪，提前发现问题和隐患。

（4）温度对化学腐蚀和电化学腐蚀的速度有很大影响，温度较高可以加速腐蚀速度。磺酸管线在停用时，将用于管线保温的伴热线停用，降低腐蚀速度。

（5）在管线材质选择上，由于腐蚀的多样性，无法完全满足工况要求，而且价格过高，经济上不合理，通过以上工艺的改进及其他方法可取得较好的防腐效果，经济合理。

众所周知，防腐蚀的目的在于延长设备的使用寿命，确保安全生产，提高综合经济效益，因此需要确定技术可靠、经济合理的防腐蚀措施。

参考文献

[1]　李福军，陈月勋，李晓川，鲍春雷，苏贵玉．油水井套管的腐蚀及防护理论、实验与应用——油水井套管的腐蚀与防护[J]．大庆石油学院学报，2004，（2）．

[2]　刘秦龙，孔祥迪，程兵，王崇．油气田CO2腐蚀与防护研究[J]．内蒙古石油化工，2011，（1）．

[3]　刘剑锋，王文娟，马健伟．埋地管道腐蚀机理及应对措施[J]．石油化工腐蚀与防护，2006，（6）．

[4]　郑志伟，刘丽川，刘鎏，刘正凡．油气管道泄漏检测技术概述[J]．化工设备与管道，2009，（5）．

作者简介：刘立军（1985-），男，黑龙江大庆人，大庆油田化工集团东昊表活剂分公司助理工程师；王亚辉，男，供职于大庆油田化工集团东昊表活剂分公司。