[发明专利]活性硫化物含量对环烷酸腐蚀速率影响因子的确定方法

说明书

本发明提供一种活性硫化物含量对环烷酸腐蚀速率影响因子的确定方法，活性硫化物含量对环烷酸腐蚀速率影响因子I_s为：其中v_s,c代表任意活性硫化物含量下的环烷酸腐蚀速率，v_s,0代表活性硫化物含量为零时的环烷酸腐蚀速率。本发明方法利用不同活性硫化物含量下的环烷酸腐蚀等温线来表达活性硫化物含量对环烷酸腐蚀的影响程度，并结合Matlab数据拟合与插值计算方法，从而明确活性硫化物含量对环烷酸腐蚀速率的量化影响规律，为高速湍流下的环烷酸腐蚀预测模型构建提供了必要的理论基础。

技术领域

本发明涉及高酸原油炼制设备的环烷酸腐蚀预测及评价领域，具体涉及一种活性硫化物含量对环烷酸腐蚀速率影响因子的确定方法。

背景技术

近年来，随着高酸原油的总产量和其在世界原油市场的占比逐年攀升，环烷酸腐蚀作为炼制高酸原油过程中常见的装置腐蚀形式，早已成为石油工业不容忽视的大敌。近几十年来，国内外科研机构和炼油企业对原油加工中的环烷酸腐蚀机理、腐蚀评价、腐蚀预测及防护等方面进行了较为深入的研究，但尚未完全掌握其规律，其腐蚀问题没有得到根本解决，给炼油企业的生产效率、设备稳定与人员安全带来隐患。为缩短研发周期、节约生产成本，同时指导炼制装置的选材、设计和结构优化，研究环烷酸腐蚀现象的本质和规律并以此建立环烷酸腐蚀预测模型迫在眉睫。

然而，影响环烷酸腐蚀的因素众多，彼此之间的关系十分复杂，单一因素并不能全面表达实际生产中环烷酸的腐蚀情况。现有研究已经明确环烷酸腐蚀预测模型中的主要参数为温度、活性硫化物含量、流速及湍流，结合基准腐蚀速率即可构建准确合理的腐蚀预测模型。

关于活性硫化物含量对环烷酸腐蚀的影响，现有理论认为，含活性硫化物的环烷酸腐蚀机理一般可以采用以下反应方程式表示：

1、环烷酸首先与铁反应生成环烷酸铁：

Fe+2RCOOH→Fe(RCOO)₂+H₂

环烷酸不溶于水，易溶于油品、乙醚、苯等有机溶剂。环烷酸与铁反应形成环烷酸铁，环烷酸铁溶于油，使金属表面重新裸露在环烷酸中，发生新的腐蚀。腐蚀后形成轮廓清晰的蚀坑或流线型槽纹，溶剂蒸发后的环烷酸铁残渣不会产生腐蚀，但当温度达到350℃时在硫化氢(H2S)作用下腐蚀又会重新加剧，进一步反应生成硫化亚铁(FeS)和环烷酸：

Fe(RCOO)₂+H₂S→FeS+2RCOOH

生成的硫化亚铁覆盖在金属表面形成一层保护膜，这层保护膜虽不能完全阻隔金属与环烷酸反应，但在一定程度上起到了保护作用，减缓腐蚀，而释放的环烷酸又引起下游腐蚀，如此循环。

2、硫化氢首先与铁反应生成硫化亚铁：

Fe+H₂S→FeS+H₂

硫化亚铁再与环烷酸反应生成环烷酸铁和硫化氢：

FeS+2RCOOH→Fe(RCOO)₂+H₂S

硫化氢与铁反应生成硫化亚铁膜，但是环烷酸又破坏了这层保护膜，并使得硫化氢再生，循环引起设备腐蚀。

上述几种反应在一定条件下可逆。由上述腐蚀机理可知，正是硫化物和环烷酸相互作用和相互制约、促进，使得腐蚀问题变得更加复杂。总的来说，活性硫化物在其含量不足时会抑制环烷酸腐蚀，在含量过高时则会发生严重的硫腐蚀，但目前环烷酸腐蚀速率与活性硫化物含量之间的量化关系还没有得出结论，究其原因主要在于：

硫化物对环烷酸腐蚀的影响非常复杂，人们尚未找到确定的量化函数规律来描述活性硫化物含量对环烷酸腐蚀速率的直接影响。

发明内容