Электрохимическая сероводородная коррозия (ЭСК) — одна из основных причин интенсивного химического разрушения широкого круга нефтеперерабатывающего оборудования [1]. ЭСК приводит также к возникновению особенно опасных коррозионно-механических повреждении в сероводородсодержащих средах — коррозионного растрескивания и коррозионного расслоения аппаратуры и трубопроводов [2].
В настоящее время возрастают объемы переработки нефтяного и газового сырья с высоким содержанием сероводорода. Главные источники образования сероводорода в нефтегазовых месторождениях на суше и в морском шельфе включают: органогенное формирование в недрах с превращением белковых и других сероводородсодержащих соединений; жизнедеятельность сульфатвосстанавливающих бактерий в пластовых водах; вымывание сульфидов из горных пород пластовыми водами; разложение органических остатков в глубинных слоях морской воды; вулканизм в шельфовой зоне.
За последние десятилетия отмечается глобальное усиление ЭСК нефтегазоперерабатывающего оборудования. Это связано с переходом на переработку нефтяных эмульсий с увеличивающимся содержанием пластовых вод. Для них еще в 40-е годы было установлено прогрессирующее заражение сульфатвосстанавливающими бактериями, что повышало количества выделяющегося при переработке нефти сероводорода (возникшего из-за метаболизма этих бактерий) [3].
Другой причиной повсеместного усиления ЭСК является повышение температур при технологических процессах переработки нефти. Дело в том, что наиболее агрессивный компонент нефтегазового сырья — сероводород—находится не только в продукции месторождений в растворенном виде, но и образуется в результате термического расщепления сераорганических соединений (тиолов, сульфидов, дисульфидов, тиофенов), серооксида углерода, сероуглерода и др. С повышением рабочих температур выделение сероводорода растет как за счет уменьшения его растворимости, так и за счет усиления распада серосодержащих соединений.
Экспериментальные и теоретические работы свидетельствуют также о возможности абиогенного происхождения H2S в сероводородоносных нефтегазовых бассейнах при взаимодействии -сульфатов вод с углеводородным веществом при температурах выше 100 °С. Концентрация H2S закономерно возрастает с повышением пластовых температур. Чем больше молекулярная масса углеводородов, тем при более низких температурах формирования нефти может протекать эта реакция [4].
ЭСК поражает оборудование процессов добычи, транспортировки, очистки и переработки нефти и газа, а именно: трубопроводы, запорную арматуру, оборудование для отстаивания и предварительной подготовки сернистой нефти на промыслах, оборудование добычи и очистки природного газа, транспортные трубопроводы и цистерны, танкеры и резервуары, аппаратуру для первичной переработки нефти и гидрогенизационного обессеривания нефтепродуктов, газофракционирующих установок, гидрокрекинга сернистых нефтей, оборудование для компремирования и передачи природных газов и др. Разрушение возникает в результате воздействия рабочих сред, содержащих электролитическую фазовую жидкость или ее конденсированную пленку на поверхности металла.
ЭСК протекает в средах, обладающих электролитическим характером целиком (дренажные воды, конденсаты) или имеющих двухфазное строение с электролитическим характером одной из фаз (флюиды первичной переработки нефти и др.).
Интенсивность ЭСК возрастает с повышением парциального давления сероводорода в паровой и концентрации сульфидов в жидкой фазе. Особо агрессивен конденсат, образующийся в сосудах с пропаном: близки давления паров С3Н8 и H2S. Из-за этого велико содержание сероводорода в конденсате и дренажных водах.