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炼油加氢阀门的技术要求和行业标准的解读(二)

发布时间:2014-9-23 10:37:53 作者: 浏览次数: 字号:

 2.硫化氢(H2S)腐蚀

    硫化氢(H2S)为分子量:34.09,无色、恶臭、毒性大的易燃易爆气体,它易溶于水生成氢硫酸,也可溶于醇类、甘油、石油制品中,它的相对密度为1.189;沸点:-60.2℃;熔点:-82.9℃,自燃点:290℃。爆炸极限:4.3%~45.5%,火灾危险类别:甲。H2S与空气可形成爆炸性混合物,高能热或明火即发生燃烧爆炸。遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。硫化氢危害程度Ⅱ级,车间最高允许浓度:10mg.m-3。炼油厂在加工高硫原油时,原油中的硫等对设备会造成严重的腐蚀,在温度≤120℃且有水存在时,形成HCl-H2S-H2O型腐蚀性介质,它能引起钢产生应力腐蚀开裂。湿H2S腐蚀是指液相水和H2S共存(或含水物在露点以下)时硫化氢所引起的腐蚀。湿H2S环境被称作酸性。在美国腐蚀工程师国际协会(NACE)对H2S环境的定义为:在炼油工艺过程中,水相中的H2S≥50μg/g。硫化物应力腐蚀开裂(写为SSC)——湿硫化氢环境中产生的氢原子渗透到钢的内部,固溶于晶格中,使钢的脆性增加,在外加拉应力或残余应力作用下形成的开裂,叫做硫化物应力腐蚀开裂。SSC通常发生在焊缝与热影响区等高硬度区。SSC产生垂直于应力方向的开裂。湿硫化氢危险性可分为三级: H2S<50mg/cm3时不开裂;H2S>50mg/cm3时开裂;H2S>50mg/cm3和氰化物>50mg/cm3开裂。H2S浓度越高,产生开裂的敏感性越大,断裂时间越短。湿硫化氢环境中使用的设备、管道可选镇静钢,减少MnS等夹杂物的含量。但无水时,在温度≤240℃的情况下对设备无腐蚀。当温度≥240℃时硫化物开始分解,生成H2S腐蚀加剧,它能引起钢的快速均匀腐蚀。硫化氢对铁的腐蚀在260℃以上加快,生成FeS和H2。硫化铁锈皮的形成,会阻碍H2S接触母材,减缓腐蚀速度;而当氢气和硫化氢共存时,腐蚀速度加快,因为原子氢能不断侵入硫化物的垢层中,造成垢层疏松多孔,使H2S介质扩散渗透。另一方面,H2S的存在会阻止氢原子再结合成H2,使溶解在钢中的原子氢浓度增大到10μg/g以上(一般为2~6μg/g),容易造成氢脆开裂。
    总之,高压加氢不仅其工作压力高(Class600~Class 2500)、温度高,而且其工作介质是易泄漏(氢气分子体积小,质量小)、易燃、易爆的高压危险气体(氢气或油气+氢气),并且氢和硫化氢对设备具有腐蚀性,一旦加氢装置上的设备(包括阀门)损坏,引起的事故将是可怕的灾难。
第二部分  高压加氢装置用阀门标准
     高压加氢装置用阀门是现代科学技术发展的新产物,高压加氢装置用阀门是一种高技术产品和科技成果。国外专业生产高压加氢装置用阀门的厂家主要是美国的Edward阀门和加拿大的Velan阀门等,他们的高压加氢装置用阀门是当今世界上最先进的水平。但未见到有相关高压加氢装置用阀门的标准。我国研究和研制高压加氢装置用阀门已近二十年,产品用于大型炼油厂,技术相对成熟,因此全国阀门标准化技术委员会组织制定了JB/T 11484-2013《高压加氢装置用阀门技术规范》。现将标准主要内容做简单介绍。
1、适用的装置
    JB/T 11484-2013 《高压加氢装置用阀门技术规范》适用于炼油厂的柴油加氢精制装置、汽油加氢精制装置、航煤加氢装置、蜡油加氢装置、渣油加氢装置、润滑油加氢装置、白油加氢装置、溶剂油加氢装置、加氢裂化装置和煤制油加氢装置及煤化工的工艺气加氢装置等。
2、阀门的类型和公称尺寸
    高压加氢装置用阀门主要有:楔式闸阀、截止阀(含T型截止阀、Y型截止阀和截止止回阀)、止回阀(含升降式止回阀、旋启式止回阀、三偏心斜盘蝶式止回阀、斜瓣式无撞击止回阀等),其中:三偏心斜盘蝶式止回阀的公称压力宜控制在≤CL600;更高压力级时可造选用斜瓣式无撞击止回阀。阀门公称尺寸:DN15 ~ DN500;
3、适用介质
    氢气(硫化氢)、氢气+ 油气、氢气+油品(硫化氢)、氢气。
4、压力等级
    本技术规范在1.“范围”中规定了:本标准适用于公称压力PN100~PN420、Class 600~ Class 2500;阀门压力选用公称压力PN100~PN420和压力级Class600~Class2500这两种,是考虑到既要照顾加氢阀门采用国标,也要考虑目前所有新上加氢装置高压阀门压力均选用Class600~Class2500的现实。

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