[发明专利]一种炼油厂酸性水腐蚀的实验装置与实验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种炼油厂酸性水腐蚀的实验装置与实验方法；更具体地说，是涉及对含有硫氢化铵的炼油厂酸性水的腐蚀性进行实验的实验装置与实验方法。

背景技术

在石油加工行业中，炼油厂的酸性水是指常减压、催化裂化、焦化、加氢裂化等加工装置中塔顶油水分离器、富气水洗、液态烃水洗、液态烃储罐脱水以及叠合汽油水洗等单元的排水。这部分酸性水的排水量虽较小(一般占全厂污水的10％～20％左右，本发明提到的百分数均为重量百分数)，但酸性水中的硫化物和氨氮浓度较高，一般约占全厂污水中硫化物、氨氮总量的90％以上。其中主要的腐蚀介质为硫氢化铵，其生成源于以下反应：氨(NH₃)+硫化氢(H₂S)→硫氢化铵(NH₄HS)。

含有硫氢化铵的炼油厂酸性水(简称为酸性水)不仅带来了严重的环保压力，同时伴随而来的还有一系列的腐蚀问题，严重地影响了装置的长周期、安全、稳定运行。例如在加氢裂化装置中，反应流出物空冷器(REAC)及与其相连的管道的腐蚀失效是一个突出的问题，腐蚀机理研究一直是该领域关注的焦点。现有的研究表明，上述的腐蚀受一系列综合因素的影响，其中酸性水的流速和硫氢化铵浓度是两大关键因素。但遗憾的是，迄今的实验只对酸性水的腐蚀现象进行了定性分析，没有系统地进行过酸性水流速、温度、硫氢化铵浓度等因素与腐蚀性的定量分析(流速研究也只是以旋转挂片实验为主，与现场实际流动工况不符)，尚无法提供其与酸性水腐蚀性的定量关系，无法实现酸性水腐蚀破坏的预测和工艺装置的在役安全评估。同时，实验室模拟实验在开口容器内制备硫氢化铵溶液，存在着制备困难、硫氢化铵易分解等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种炼油厂酸性水腐蚀的实验装置与实验方法，以解决现有对含有硫氢化铵的酸性水腐蚀的实验所存在的不能进行定量分析、与现场腐蚀工况不符等问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种炼油厂酸性水腐蚀的实验装置，其特征在于：它设有硫化氢气瓶、氮气瓶、氨水罐、反应釜、测试罐、碱洗装置、循环泵，硫化氢气瓶设有第一管线，第一管线的出口与第五管线的入口相连，第一管线上设有第一阀门、气体流量计，氮气瓶设有第二管线，第二管线的出口与第五管线的入口之间设有第三管线，第三管线上设有第二阀门，第二管线的出口与氨水罐之间设有第四管线，第四管线上设有第三阀门，氨水罐与第五管线之间设有第六管线，第六管线上设有第四阀门、液体流量计，反应釜与第五管线之间设有第七管线，第七管线上设有第五阀门，反应釜设有磁力搅拌器，反应釜设有第九管线，第九管线的出口与循环泵之间设有第十管线，第十管线上设有第七阀门、过滤器，循环泵与测试罐之间设有第十一管线，第十一管线伸入至测试罐内，其出口设有喷头，喷头的下方设有试样，测试罐与第五管线的出口之间设有第十五管线，第十五管线上设有第九阀门，测试罐设有第十三管线，第十三管线上设有第八阀门，第九管线的出口与第十三管线的出口之间设有第十二管线，第十二管线上设有第六阀门，第十二管线出口与第十三管线出口的连接处与第十四管线的入口相连，第十四管线的出口与反应釜之间设有第八管线，第八管线上设有第十阀门，第十四管线的出口与碱洗装置之间设有第十六管线，第十六管线上设有第十一阀门。

采用上述的实验装置进行炼油厂酸性水腐蚀实验的实验方法，其特征在于：实验过程依次包括如下操作步骤：

A.用氮气瓶内的氮气吹扫反应釜和测试罐，排出空气；

B.硫氢化铵溶液的制备与腐蚀性测试

B1.开启第三阀门、第四阀门、第五阀门、第十阀门、第十一阀门，氮气瓶内的氮气经第二管线-第四管线及第三阀门进入氨水罐内，将氨水罐内的氨水经第六管线及液体流量计、第四阀门-第五管线-第七管线及第五阀门压入反应釜内，上述操作结束后，关闭以上开启的阀门，然后开启磁力搅拌器；

B2.开启第一阀门、第五阀门、第十阀门、第十一阀门，硫化氢气瓶内的硫化氢气体经第一管线及第一阀门、气体流量计-第五管线-第七管线及第五阀门进入反应釜内，在反应釜内，硫化氢气体与氨水反应生成硫氢化铵溶液，上述操作结束后，关闭以上开启的阀门；