炼油厂设备的腐蚀与防护郭隆山

炼油厂设备的腐蚀与防护郭隆山

郭隆山

锦西石化公司辽宁葫芦岛125001

摘要：在经济快速增长的前提下，炼油设备的腐蚀不但给炼油厂造成经济损失，而且对环境也会产生污染。设备腐蚀带来的资源消耗是一种巨大的浪费。本文将就炼油厂设备腐蚀的原因以及解决方法展开讨论。希望所提供的防腐措施能对实际防护产生借鉴意义。

关键词：炼油厂；炼油设备；腐蚀原因；防护措施

引言

炼油厂的生产之中，需要投入许多昂贵的设备设施，这些设施主要用以对石化原料进行处理并制造出石化产品。在长年的生产之中，设备设施都不可避免地要和石化原料进行接触，在长时间接触过程中，设施容易被一些硫元素化合物腐蚀，致使设施的某些部分遭到损坏，干扰炼油生产的进行。在制造石化产品的大量原料之中存在许多硫元素化合物，这些杂质本身pH值偏低并带有较大的的腐蚀特性。而在炼油生产的环节之中，许多参与生产的设备都由金属材质制造，所以这些设备在和制造石化产品的材料相互接触时，很容易被硫元素化合物质腐蚀。虽然不少炼油厂已经对设备制订了对应的防腐策略，但是因为方法不灵活或者欠科学导致最终未能得到理想的防腐效果。因此文章联合个人参与炼油生产的经验，探索合理防护腐蚀的技巧，希望将设备的防腐蚀策略投入生产环节之中，可降低设施损伤机率，使设施能够在生产之中应用更长时间。

1炼油厂设备的腐蚀

1.1硫化物对炼油设备的腐蚀

由于部分油田开采以及进口的原油含硫量高，致使炼油设备硫化物腐蚀现象较为严重。化学腐蚀、氢鼓包、硫化物应力腐蚀开裂和高温硫腐蚀现象都是由硫化氢等活性硫化物引起的。另外由于原油加工过程中需经过高温、高压、催化，所以在120℃时某些硫化物就开始分解，某些非活性硫化物开始向活性硫化物转变，硫腐蚀现象随即产生。硫化物对炼油设备的腐蚀分为三类，即H2S-HCI-H2O型、H2S-HCN-H2O型、连多硫酸型（H2Sx06）。①H2S-HCI-H2O型硫腐蚀。以常减压装置的初馏塔这种接近常温的设备为例，在常减压塔顶部和塔顶的冷凝冷却系统中，原油里的盐成分水解生成HCI，与原油中的轻组分、水分共同挥发、冷凝。当形成pH值为2-3的酸时，炼油设备将受到腐蚀。这种反应属于电化学腐蚀范畴。就腐蚀强度而言，对碳钢的腐蚀性较弱，达到减薄的效果；对不锈钢的腐蚀性一般，达到点蚀的效果；对1Cr18Ni9Ti的腐蚀性较强，达到硫化物应力腐蚀开裂的效果。②H2S-HCN-H2O型硫腐蚀。炼油的液化石油气罐、加氢装置、脱硫装置、催化冷凝冷却系统和吸收解吸系统这些装置常常会到这种腐蚀。由于原油中的氮化物在裂解温度下与硫化物分解成H2S，而硫化物又与烃类反应生成H2S，致使此类型的硫腐蚀发生。在这一腐蚀类型的体系中，HCN作为渗氢促进剂使保护膜FeS溶解，生成Fe2[Fe（CN）6]这种白色水溶性胶状物。当机器停止运作时，Fe2[Fe（CN）6]与空气发生养化，形成普鲁士兰Fe2[Fe（CN）6]3，使设备腐蚀加速。就腐蚀强度而言，对碳钢腐蚀性一般，达到均匀减薄的效果；对奥氏体不锈钢腐蚀性较强，达到应力腐蚀开裂的效果；同时还会出现氢鼓泡和硫化物应力腐蚀开裂现象。③连多硫酸型（H2SxO6）硫腐蚀。这种腐蚀类型源于焊接的热影响区。在停用打开设备时，高温环境下生成的FeS与潮湿的空气接触生成硫酸。其反应过程是：亚硫酸引起的晶间腐蚀在应力集中和连多硫酸的共同作用下出现裂痕，从而引起硫化物应力腐蚀开裂。

1.2环烷酸对炼油设备的腐蚀

环烷酸在原油酸性化合物总量中占90%以上。这种物质在220℃以下腐蚀性弱，在350℃以上并且与H2S共存时腐蚀性强。H2S在高温条件下分解的S会与Fe发生反应，从而形成一种不溶性的保护膜。当这种保护膜遇到环烷酸时又会发生反应生成和油溶性的环烷酸盐。通过这种连锁反应生成的H2S又与Fe反应加速腐蚀。而且原油中的环烷酸分子组成也不完全相同。这就导致了它们的沸点范围不同，一部分的沸点在232-288℃范围内，另一部分的沸点则在350-400℃范围内。随着温度的升高，环烷酸不断汽化，在汽相中又聚拢使浓度提高。从而使腐蚀现象在两个温度段内发生。金属的表面则随着介质的流动不断受到冲刷、暴露、被环烷酸腐蚀。

1.3氢对炼油设备的腐蚀

在对高温临氢设备和含水H2S溶液接触设备的使用过程中，氢注入和氢析出都是必要的程序。因此就难免产生氢脆和氢鼓泡等腐蚀现象。金属晶格在高强度钢中会发生严重变形，当遇到氢原子后晶格发生更大的应变。金属的任性和延展性大大降低，发生脆化。这种现象就称为“氢脆”。它通常发生在低温条件下，在应力腐蚀中具有不可逆转性。氢鼓泡常发生在含有大量杂质的低强度钢中。在钢中扩散的氢原子会在钢的缝隙处结合形成氢分子。当氢分子达到一定量而不能扩散时，就会对钢材的某些部位造成一定的压力。这时钢材表面就会出现鼓泡或破裂现象。

2炼油厂设备的防护

2.1人工检测

炼油厂大部分都是机器运行，设备自动化为炼油提供了很多便捷，炼油的效率得到了提升，但同时，这样的方式也存在很多问题。设备自动化固然是效率高，但是机器往往检测不到自己存在的问题，所以还是需要人来操控。在设备的运行过程中，专业人士应当时刻检查设备的运行情况，有了问题及时排查，及时修理，对于设备的腐蚀程度定时查看。

2.2绝热层设备的防腐蚀防范策略

为防止绝热层遭到腐蚀，可换用一些能有效抗腐的材质，比通过低密度聚乙烯高发泡板材来制造绝热层能令绝热层的热度大幅削减，并且此种材质很轻盈，不易吸取H2O。此外，泡沫玻璃同样也适合用来制造绝热层。

2.3污水道系统设设备的防腐蚀范策略

为了杜绝污水所懈怠的含硫盐碱杂质和污水道内侧的混凝土之间在氧气促进下引发腐蚀，炼油厂方面可以在修筑污水渠道系统时，选取EPH材料对渠道的内壁进行填涂。涂刷此种材料以后，内壁的附着能力将得到强化，同时能够令污水渠道更加耐久，不宜因与污水接触而呈现腐蚀状况，还能增加抗老化效果。同时，EPH此种填涂材料如果处在正常温度中，同时配合固化剂材料进行应用，涂料之中能够同时存在有橡胶以及树脂物质的链段，当涂料彻底凝结以后，渠道内层的强度可介于树脂材质以及橡胶材质两者之间。

2.4对设备腐蚀的维修

如果没有提早防护好炼油厂的设备而造成了腐蚀的现象，那么就要对设备进行维修。在设备的维修方面，可以参考国外的炼油厂，国外的炼油厂设备相对要比国内的设备先进，对设备的维修措施也相对完善。我们应当向国外学习，引进先进的技术，取其优点，来弥补自己的不足。

结语

在多年参与炼油厂工作的经历中，我们对于生产器械及设施进行过大量的防腐蚀研究，并且获取了极大的成效。可是因为石化原料本身就存在腐蚀的效果，所以经过长年生产，设备某些经常与材料接触的部位出现腐蚀是在所难免的，只有采取适宜的方式对设备进行科学防护才可以减少石化原料及中间介质对设施造成的腐蚀。上文我们按照参与炼油厂生产环节的经历，对某些关键设施发生腐蚀的根源以及防腐的科学策略展开了探索，将防护设备的策略投入生产环节之中可降低设施损伤机率，设备能够在生产之中应用更长时间。

参考文献：

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[2]柯显义.浅议炼油设备腐蚀的机理及预防对策[J].河南科技，2014，3（2）：586-587.

[3]张晓平.炼油设备腐蚀的机理及预防对策[J].石油和化工设备，2010，3（4）：869-870.