專利名稱：一種原油或餾分油中腐蝕性硫含量的測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種原油或餾分油中腐蝕性硫含量的測(cè)定方法，具體地說，是一種通過金屬粉末與硫化合物反應(yīng)來測(cè)定原油或餾分油中腐蝕性硫含量的方法。
背景技術(shù)：
原油或石油餾分中的硫在加工過程中不僅造成環(huán)境污染，而且會(huì)嚴(yán)重腐蝕加工設(shè)備。在長(zhǎng)期的煉廠實(shí)踐中，科學(xué)工作者積累了豐富的防腐蝕經(jīng)驗(yàn)，但在硫腐蝕預(yù)測(cè)方面，仍然未找到簡(jiǎn)便、有效的測(cè)定方法。
目前，廣泛應(yīng)用的硫腐蝕預(yù)測(cè)方法是測(cè)定油樣中的總硫含量。但是，總硫含量并不能完全與裝置腐蝕率相關(guān)。有些硫含量低的原油，其腐蝕性比某些硫含量高的原油還強(qiáng)。
測(cè)定硫腐蝕速率的常規(guī)方法是掛片法，即將金屬掛片浸入樣品油中，通過測(cè)量腐蝕前后腐蝕掛片的失重情況，測(cè)定硫腐蝕速率。但是這種方法重復(fù)性差，掛片的處理過程十分煩瑣。
田松柏等在《石油化工腐蝕與防護(hù)》(2000，17(1)，39-42)撰文提出了一種硫腐蝕的測(cè)定方法。該法將銅粉置于餾分油樣品中，在保持餾分油沸騰的回流條件下反應(yīng)一段時(shí)間，然后根據(jù)反應(yīng)前后油樣中硫含量的變化，確定發(fā)生反應(yīng)的腐蝕性硫的含量。該方法操作簡(jiǎn)單，但試驗(yàn)在開放的系統(tǒng)中進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)溫度不能隨意控制，只能在餾分油的沸點(diǎn)溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。由于餾分油的沸點(diǎn)不同，反應(yīng)的溫度也不一樣，因此，數(shù)據(jù)缺乏可比性。不能測(cè)定不同的餾分油在同一條件下的腐蝕性硫含量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種測(cè)定原油或餾分油中腐蝕性硫含量的方法，該方法操作簡(jiǎn)便、可有效模擬現(xiàn)場(chǎng)操作條件測(cè)定樣品中腐蝕性硫的含量。
本發(fā)明提供的原油或餾分油中腐蝕性硫含量的測(cè)定方法，包括在密閉容器中使原油或餾分油在200～400℃、攪拌下與金屬粉末充分反應(yīng)，通過計(jì)算反應(yīng)前后原油或餾分油中硫含量的差值測(cè)定原油或餾分油中腐蝕性硫的含量，所述金屬粉末選自銅粉、碳鋼粉、鐵粉或鋅粉。
本發(fā)明使原油或餾分油與金屬粉末在高壓密閉的容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度可以隨意控制，不受原油或餾分油沸點(diǎn)高低的限制，因而增加了測(cè)試數(shù)據(jù)的可比性，并可模擬現(xiàn)場(chǎng)操作條件對(duì)原油或餾分油中的腐蝕性硫含量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定。
具體實(shí)施例方式
原油或餾分油中的元素硫、硫化氫、硫醇硫等活性硫在一定的條件下，能直接與金屬發(fā)生反應(yīng)，生成不溶于水的沉淀。二硫化物、硫醚、噻吩類硫化物一般不直接與金屬發(fā)生反應(yīng)，但高溫下它們能發(fā)生分解生成活性硫，從而有腐蝕作用發(fā)生。這些腐蝕作用與溫度的高低密切相關(guān)，很多活性硫在200℃以上才發(fā)生腐蝕作用。當(dāng)腐蝕發(fā)生以后，形成的硫化物將與金屬粉末一起沉淀。取上層清液或者過濾后的濾液測(cè)定總硫含量，與未反應(yīng)前樣品的硫含量的差值即可視為已經(jīng)發(fā)生腐蝕的硫化合物中的硫含量。顯然，與金屬粉末發(fā)生反應(yīng)的硫的含量和金屬的腐蝕率直接相關(guān)。如果將反應(yīng)硫的含量與經(jīng)典的試驗(yàn)室腐蝕試驗(yàn)結(jié)果，甚至現(xiàn)場(chǎng)裝置的腐蝕數(shù)據(jù)相比較，即可預(yù)測(cè)加工含硫原油或餾分油對(duì)金屬設(shè)備的腐蝕情況。
本發(fā)明所述原油或餾分油與金屬粉末的反應(yīng)溫度優(yōu)選350～400℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5～2.0小時(shí)，優(yōu)選0.5～1.0小時(shí)。
所述方法中加入的金屬粉應(yīng)適量，以使原油或餾分油中的腐蝕性硫化合物能夠全部反應(yīng)。所加入的金屬粉量應(yīng)占原油或餾分油質(zhì)量的5～35質(zhì)量％，優(yōu)選5～10質(zhì)量％。
本發(fā)明方法主要針對(duì)原油或餾分油的腐蝕性硫含量測(cè)定而建立。所述餾分油為餾程為15～550℃的餾分油、常壓渣油或減壓渣油。所述餾程為15～550℃的餾分油包括汽油、煤油、柴油或潤(rùn)滑油餾分。
本發(fā)明采用密閉高壓釜作為測(cè)定腐蝕性硫含量的反應(yīng)器，可將反應(yīng)溫度控制在預(yù)定的數(shù)值，因此可以模擬現(xiàn)場(chǎng)的操作溫度進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)，并可針對(duì)裝置中不同部位的材質(zhì)，在高壓釜中加入該種材質(zhì)的粉末進(jìn)行試驗(yàn)，從而可使設(shè)備硫腐蝕預(yù)測(cè)更加準(zhǔn)確。
下面通過實(shí)例說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于此。
實(shí)例中原油或餾分油中硫含量采用能量色散X-射線熒光儀(美國(guó)ASOMA公司生產(chǎn)，型號(hào)200T)實(shí)例1在帶有攪拌和溫度、壓力控制器的密閉高壓釜內(nèi)引入30克餾程為15～350℃的餾分油樣品，樣品硫含量為4220ppm。加入5克鐵粉，攪拌下升溫至規(guī)定溫度反應(yīng)1小時(shí)。然后用空氣冷卻，使高壓釜內(nèi)溫度降至150℃，再用冷卻水將高壓釜冷卻到室溫，待釜內(nèi)外壓力相同時(shí)，開啟高壓釜，取出樣品過濾，將濾液靜置澄清，取上層清液測(cè)定硫含量，不同反應(yīng)溫度下的測(cè)定結(jié)果見表1。
從表1可知，在較低的反應(yīng)溫度下腐蝕性硫的含量較少，隨著溫度的升高，腐蝕性硫的數(shù)量逐漸增加，當(dāng)反應(yīng)溫度大于350℃時(shí)，腐蝕性硫的含量趨于穩(wěn)定。因此，測(cè)定腐蝕性硫含量的最佳反應(yīng)溫度為350～400℃。
實(shí)例2本實(shí)例考察反應(yīng)時(shí)間對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。
按實(shí)例1的方法測(cè)定餾分油中腐蝕性硫的含量，控制反應(yīng)溫度為350℃，不同反應(yīng)時(shí)間下測(cè)定的腐蝕性硫含量見表2。
由表2可知，鐵粉與油樣反應(yīng)時(shí)間過短，由于反應(yīng)不充分，致使測(cè)定結(jié)果偏低，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過1.0小時(shí)后，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間對(duì)于測(cè)定結(jié)果沒有明顯影響。因此適宜的反應(yīng)時(shí)間應(yīng)為1.0小時(shí)以上。
實(shí)例3本實(shí)例考察鐵粉加量對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。
按實(shí)例1的方法測(cè)定餾分油的腐蝕性硫含量，在餾分油中分別加入不同量的鐵粉，控制反應(yīng)溫度為350℃，時(shí)間為1小時(shí)，測(cè)定結(jié)果見表3。表3數(shù)據(jù)顯示，鐵粉的加入量為2～10克，也就是占餾分油樣品量的6.7質(zhì)量％以上時(shí)，對(duì)餾分油的腐蝕性硫含量測(cè)定無明顯影響。
實(shí)例4按實(shí)例1的方法測(cè)定餾分油的腐蝕性硫含量，在餾分油中分別加入5克不同材質(zhì)的金屬粉末，控制反應(yīng)溫度為350℃，時(shí)間為1小時(shí)，測(cè)定結(jié)果見表4。
從表4可以看出，除碳鋼粉外，采用其它金屬粉末測(cè)定的腐蝕性硫含量比較接近。從另一方面看，碳鋼粉比其它金屬粉末有較強(qiáng)的耐硫腐蝕能力。
實(shí)例5按實(shí)例1的方法測(cè)定勝利原油的腐蝕性硫含量，所述原油中硫含量為9770ppm，控制反應(yīng)溫度為350℃，時(shí)間為1小時(shí)，與鐵粉反應(yīng)后，取澄清濾液的上層清液測(cè)得硫含量為9596ppm，該原油中腐蝕性硫含量為184ppm，占總硫含量的1.88質(zhì)量％。
買例6按實(shí)例1的方法測(cè)定勝利原油常壓渣油(沸點(diǎn)＞350℃)的腐蝕性硫含量，所述常壓渣油中硫含量為11302ppm，控制反應(yīng)溫度為350℃，時(shí)間為1小時(shí)，與鐵粉反應(yīng)后，取澄清濾液的上層清液測(cè)得硫含量為10918ppm，該原油中腐蝕性硫含量為384ppm，占總硫含量的3.40質(zhì)量％。
表1

表2

表3

表4

權(quán)利要求
1.一種原油或餾分油中腐蝕性硫含量的測(cè)定方法，包括在密閉容器中使原油或餾分油在200～400℃、攪拌下與金屬粉末充分反應(yīng)，通過計(jì)算反應(yīng)前后原油或餾分油中硫含量的差值測(cè)定原油或餾分油中腐蝕性硫的含量，所述金屬粉末選自銅粉、碳鋼粉、鐵粉或鋅粉。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述原油或餾分油與金屬粉末的反應(yīng)溫度為350～400℃。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于原油或餾分油與金屬粉末反應(yīng)的時(shí)間為0.5～2.0小時(shí)。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的餾分油為餾程為15～550℃的餾分油、常壓渣油或減壓渣油。
5.按照權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于所述的餾分油為汽油、煤油、柴油或潤(rùn)滑油。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于加入的金屬粉占原油或餾分油質(zhì)量的5～35質(zhì)量％。
全文摘要
一種原油或餾分油中腐蝕性硫含量的測(cè)定方法，包括在密閉容器中使原油或餾分油在200～400℃、攪拌下與金屬粉末充分反應(yīng)，通過計(jì)算反應(yīng)前后原油或餾分油中硫含量的差值測(cè)定原油或餾分油中腐蝕性硫的含量，所述金屬粉末選自銅粉、碳鋼粉、鐵粉或鋅粉。該法可有效測(cè)定原油或餾分油中的腐蝕性硫含量，數(shù)據(jù)具有可比性。
文檔編號(hào)G01N21/64GK1715911SQ20041004834
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2004年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月29日
發(fā)明者田松柏, 楊波 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院