一種原油或餾分油中腐蝕性硫含量的測定方法
2024-02-18 04:32:15
專利名稱：一種原油或餾分油中腐蝕性硫含量的測定方法
技術領域：
本發明為一種原油或餾分油中腐蝕性硫含量的測定方法，具體地說，是一種通過金屬粉末與硫化合物反應來測定原油或餾分油中腐蝕性硫含量的方法。
背景技術：
原油或石油餾分中的硫在加工過程中不僅造成環境汙染，而且會嚴重腐蝕加工設備。在長期的煉廠實踐中，科學工作者積累了豐富的防腐蝕經驗，但在硫腐蝕預測方面，仍然未找到簡便、有效的測定方法。
目前，廣泛應用的硫腐蝕預測方法是測定油樣中的總硫含量。但是，總硫含量並不能完全與裝置腐蝕率相關。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。
測定硫腐蝕速率的常規方法是掛片法，即將金屬掛片浸入樣品油中，通過測量腐蝕前後腐蝕掛片的失重情況，測定硫腐蝕速率。但是這種方法重複性差，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》(2000，17(1)，39-42)撰文提出了一種硫腐蝕的測定方法。該法將銅粉置於餾分油樣品中，在保持餾分油沸騰的回流條件下反應一段時間，然後根據反應前後油樣中硫含量的變化，確定發生反應的腐蝕性硫的含量。該方法操作簡單，但試驗在開放的系統中進行，實驗溫度不能隨意控制，只能在餾分油的沸點溫度進行實驗。由於餾分油的沸點不同，反應的溫度也不一樣，因此，數據缺乏可比性。不能測定不同的餾分油在同一條件下的腐蝕性硫含量。
發明內容
本發明的目的是提供一種測定原油或餾分油中腐蝕性硫含量的方法，該方法操作簡便、可有效模擬現場操作條件測定樣品中腐蝕性硫的含量。
本發明提供的原油或餾分油中腐蝕性硫含量的測定方法，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，通過計算反應前後原油或餾分油中硫含量的差值測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。
本發明使原油或餾分油與金屬粉末在高壓密閉的容器內進行反應，反應溫度可以隨意控制，不受原油或餾分油沸點高低的限制，因而增加了測試數據的可比性，並可模擬現場操作條件對原油或餾分油中的腐蝕性硫含量進行準確測定。
具體實施例方式
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，能直接與金屬發生反應，生成不溶於水的沉澱。二硫化物、硫醚、噻吩類硫化物一般不直接與金屬發生反應，但高溫下它們能發生分解生成活性硫，從而有腐蝕作用發生。這些腐蝕作用與溫度的高低密切相關，很多活性硫在200℃以上才發生腐蝕作用。當腐蝕發生以後，形成的硫化物將與金屬粉末一起沉澱。取上層清液或者過濾後的濾液測定總硫含量，與未反應前樣品的硫含量的差值即可視為已經發生腐蝕的硫化合物中的硫含量。顯然，與金屬粉末發生反應的硫的含量和金屬的腐蝕率直接相關。如果將反應硫的含量與經典的試驗室腐蝕試驗結果，甚至現場裝置的腐蝕數據相比較，即可預測加工含硫原油或餾分油對金屬設備的腐蝕情況。
本發明所述原油或餾分油與金屬粉末的反應溫度優選350～400℃，反應時間為0.5～2.0小時，優選0.5～1.0小時。
所述方法中加入的金屬粉應適量，以使原油或餾分油中的腐蝕性硫化合物能夠全部反應。所加入的金屬粉量應佔原油或餾分油質量的5～35質量％，優選5～10質量％。
本發明方法主要針對原油或餾分油的腐蝕性硫含量測定而建立。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、柴油或潤滑油餾分。
本發明採用密閉高壓釜作為測定腐蝕性硫含量的反應器，可將反應溫度控制在預定的數值，因此可以模擬現場的操作溫度進行腐蝕試驗，並可針對裝置中不同部位的材質，在高壓釜中加入該種材質的粉末進行試驗，從而可使設備硫腐蝕預測更加準確。
下面通過實例說明本發明，但本發明並不限於此。
實例中原油或餾分油中硫含量採用能量色散X-射線螢光儀(美國ASOMA公司生產，型號200T)實例1在帶有攪拌和溫度、壓力控制器的密閉高壓釜內引入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，攪拌下升溫至規定溫度反應1小時。然後用空氣冷卻，使高壓釜內溫度降至150℃，再用冷卻水將高壓釜冷卻到室溫，待釜內外壓力相同時，開啟高壓釜，取出樣品過濾，將濾液靜置澄清，取上層清液測定硫含量，不同反應溫度下的測定結果見表1。
從表1可知，在較低的反應溫度下腐蝕性硫的含量較少，隨著溫度的升高，腐蝕性硫的數量逐漸增加，當反應溫度大於350℃時，腐蝕性硫的含量趨於穩定。因此，測定腐蝕性硫含量的最佳反應溫度為350～400℃。
實例2本實例考察反應時間對測定結果的影響。
按實例1的方法測定餾分油中腐蝕性硫的含量，控制反應溫度為350℃，不同反應時間下測定的腐蝕性硫含量見表2。
由表2可知，鐵粉與油樣反應時間過短，由於反應不充分，致使測定結果偏低，當反應時間超過1.0小時後，延長反應時間對於測定結果沒有明顯影響。因此適宜的反應時間應為1.0小時以上。
實例3本實例考察鐵粉加量對測定結果的影響。
按實例1的方法測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，控制反應溫度為350℃，時間為1小時，測定結果見表3。表3數據顯示，鐵粉的加入量為2～10克，也就是佔餾分油樣品量的6.7質量％以上時，對餾分油的腐蝕性硫含量測定無明顯影響。
實例4按實例1的方法測定餾分油的腐蝕性硫含量，在餾分油中分別加入5克不同材質的金屬粉末，控制反應溫度為350℃，時間為1小時，測定結果見表4。
從表4可以看出，除碳鋼粉外，採用其它金屬粉末測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的耐硫腐蝕能力。
實例5按實例1的方法測定勝利原油的腐蝕性硫含量，所述原油中硫含量為9770ppm，控制反應溫度為350℃，時間為1小時，與鐵粉反應後，取澄清濾液的上層清液測得硫含量為9596ppm，該原油中腐蝕性硫含量為184ppm，佔總硫含量的1.88質量％。
買例6按實例1的方法測定勝利原油常壓渣油(沸點＞350℃)的腐蝕性硫含量，所述常壓渣油中硫含量為11302ppm，控制反應溫度為350℃，時間為1小時，與鐵粉反應後，取澄清濾液的上層清液測得硫含量為10918ppm，該原油中腐蝕性硫含量為384ppm，佔總硫含量的3.40質量％。
表1
表2
表3
表4
權利要求
1.一種原油或餾分油中腐蝕性硫含量的測定方法，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，通過計算反應前後原油或餾分油中硫含量的差值測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.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於所述原油或餾分油與金屬粉末的反應溫度為350～400℃。
3.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於原油或餾分油與金屬粉末反應的時間為0.5～2.0小時。
4.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於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.按照權利要求1或4所述的方法，其特徵在於所述的餾分油為汽油、煤油、柴油或潤滑油。
6.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於加入的金屬粉佔原油或餾分油質量的5～35質量％。
全文摘要
一種原油或餾分油中腐蝕性硫含量的測定方法，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，通過計算反應前後原油或餾分油中硫含量的差值測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。該法可有效測定原油或餾分油中的腐蝕性硫含量，數據具有可比性。
文檔編號G01N21/64GK1715911SQ20041004834
公開日2006年1月4日 申請日期2004年6月29日 優先權日2004年6月29日
發明者田松柏, 楊波 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院