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摘要:循环水设备腐蚀会损坏设备内外壁的完整性,缩短整个水循环系统的使用寿命,或者造成炼油工艺发生异常,因此需要积极探索设备出现腐蚀的原因,并进行对应处理,以期降低腐蚀的风险,延长设备的使用寿命,确保炼油工厂的正常运转。
关键词:炼油厂;循环水设备;腐蚀;原因;对策
循环水设备是指将工业用水进行处理后,再循环利用于生产过程中的设备,早期循环水设备主要依赖于简单的过滤和冷却系统。随着技术的进步,现代化的炼油厂逐渐引入反渗透、离子交换等更高效的水处理技术,它们能够有效去除污染物和杂质,提高水质,降低用水成本,因此,减缓循环水设备的腐蚀速度,对其具有重要作用。
1.循环水设备对炼油厂运转的重要性
循环水设备通过循环供应和回收利用水源,有效降低了炼油厂的水消耗量,炼油过程中需要大量的水进行冷却、蒸发和洗涤等工艺,而循环水设备能够将用过的水经过处理后再次循环利用,减少了对自然水资源的依赖,实现了水资源的可持续利用。炼油过程中产生大量的热能,如果没有循环水设备进行冷却,热能无法有效地排出,将会导致设备过热、工艺异常甚至设备故障。循环水设备通过将冷却水引入炼油设备进行热交换,将热能带走,保持设备温度在安全范围内。炼油过程中产生的废水、废热以及杂质物质会对设备和工艺产生负面影响,而循环水设备能够通过过滤、沉淀和化学处理等方式,有效去除其中的杂质和污染物。
2.循环水设备腐蚀的原因
循环水中的氧气和二氧化碳是主要的腐蚀源之一,氧气与金属接触会发生氧化反应,形成金属氧化物,导致设备表面出现腐蚀。二氧化碳在水中溶解后会形成碳酸,而碳酸又会与金属产生腐蚀反应。还有循环水中的杂质和硫化物也会导致设备腐蚀,杂质和硫化物会与金属表面发生反应,形成腐蚀产物,破坏设备的完整性。此外高温条件下,腐蚀反应会加速进行;而高速流动的水会增加腐蚀介质与金属的接触频率,从而加剧腐蚀现象。而循环水设备的材料选择和防腐措施的不当也可能导致腐蚀问题,如果材料不耐腐蚀或者没有采取适当的防护措施,循环水设备的寿命将大大缩短[1]。
3.解决炼油厂循环水设备腐蚀的具体对策
3.1投加缓蚀剂
在投加缓蚀剂之前,需要先对设备中的水质进行分析,准确确认循环水中存在的腐蚀介质及其浓度,以便选择合适的缓蚀剂。通常可选用有机缓蚀剂(如柠檬酸、草酸)、硝酸盐缓蚀剂(如硝酸钠、硝酸钾)和磷酸盐缓蚀剂(如磷酸二氢钠、磷酸三钠)等多种常见缓蚀剂,采取定量投加的方式,通过计量泵按设定的投加速率连续将缓蚀剂溶液注入循环水系统,同时采用搅拌或循环泵等方式促进混合,并定期监测循环水的pH值、缓蚀剂浓度以及金属腐蚀情况,结合实际情况调整投加量,以确保缓蚀效果适度。
3.2臭氧防腐蚀
在循环水系统中引入臭氧气体,能有效抑制设备内部被腐蚀的现象,根据循环水系统的大小和负荷量,确定合适的臭氧发生器容量。将臭氧发生器安装在循环水系统中,让安装位置与其他设备和管道处于适当距离,这样臭氧气体能均匀分布覆盖整个系统,同时将臭氧发生器与循环水系统的主管道连接,并设置自动控制系统,以确保臭氧持续供应和调节。在运行过程中,需定期监测臭氧气体浓度和循环水系统的腐蚀情况,可以利用传感器和监测仪器实现该目的,结合监测参数及时调整臭氧发生器的操作设定,并定期清洗和维护臭氧发生器,以保证其正常运行和稳定产生的臭氧[2]。
3.3镀层防护
通过在设备表面形成一层耐腐蚀的保护层,防止金属材料与循环水中的化学物质直接接触,从而防止腐蚀的发生。根据循环水的成分和性质,可以选择不同类型的镀层材料,如耐酸碱的陶瓷涂层、耐腐蚀的聚合物涂层或耐高温的金属镀层,对于不同部位的设备,根据其腐蚀风险的不同选择不同的镀层材料。在进行镀层之前,应对设备表面进行充分的准备工作,包括清洗、脱脂和除锈等步骤,以确保其表面光洁和无杂质。然后,根据镀层材料的特性,采用适当的镀层方法,如电镀、喷涂或浸渍等,将保护层均匀地覆盖在设备表面。镀层完成后,需要进行严格的质量检查,确保镀层的质量和完整性。镀层覆盖完成后,还要定期检查设备表面的镀层情况,如有发现损坏、剥落或腐蚀的部分,应及时修复或重新涂覆保护层。
3.4控制水质
建立完善的水质监测系统,对循环水进行定期的水质分析。根据分析结果,调整水质中的关键参数,如pH值、硬度、溶解氧、氯离子含量等,使其维持在适宜的范围内。安装沉淀池、过滤器或离子交换器等合适的过滤设备,用于去除水中的悬浮固体、杂质和有害物质,还要定期清理和更换过滤介质,确保过滤效果的稳定性。并采用软化、反渗透或蒸馏等适当的水处理工艺,去除循环水中的硬度、盐分和杂质,减少对设备的腐蚀风险。通过合理设计和调整循环水的流速、方向和混合方式,促进循环水中的物质均匀分布,减少局部浓度差异,降低对设备的局部腐蚀。可以采用增加循环水泵的数量和容量、设置合理的混合装置或调整循环水管道的布局等方法,实现循环水的有效循环和混合。
3.5电位调节
电位调节器可根据传感器监测到的电位值进行自动调节,以保持循环水设备的合适电位水平。传感器应安装在循环水管道的进出口处和易受腐蚀的设备表面等关键位置,随时监测腐蚀介质的含量和流速。当监测到电位过高时,电位调节器应通过向循环水中注入适量的还原剂来降低电位,比如添加亚硫酸钠或硫酸亚铁等合适的化学物质,与有害的氧气或氯离子反应,从而降低电位并减少腐蚀的发生[3]。还应通过定期取样分析循环水中的腐蚀介质浓度和其他关键指标,来监测循环水的化学成分和电位值,以及对调节系统进行维护和校准。循环水设备的操作人员应了解电位调节器的原理和工作机制,并能熟练操作和维护系统。
3.6定期维护和清洗循环水设备内壁
定期维护和清洗循环水设备内壁可以有效去除附着在金属表面的腐蚀产物、沉积物和污垢,防止它们进一步加速腐蚀。通过定期检查,可以发现并及时处理内壁的腐蚀问题,避免其扩大和加剧。检查应包括对金属表面进行观察,注意是否存在腐蚀、氧化、硫化等迹象。同时,应对设备内部的沉积物和污垢进行评估,了解其对设备腐蚀的影响程度。清洗循环水设备内壁可以采用化学清洗、机械清洗和水冲洗等多种方法,化学清洗可以使用特定的清洗剂,针对不同类型的腐蚀物和沉积物进行处理;机械清洗可以利用刷洗、喷洗和高压水射流等方式,彻底清除金属表面的污垢;水冲洗则是通过水流的冲击力来清洗内壁表面[4]。
结束语:
随着科技不断进步,循环水设备材料、防腐措施和水处理技术将持续创新,以适应炼油工业的未来需求。通过采用先进的缓蚀剂、臭氧防腐蚀、水质控制和定期维护等策略,可以确保循环水系统的可靠工作状态,为炼油工厂创造更加稳定的运行环境。
参考文献:
[1] 田宏国,雷强,郭锋. 浅析炼油厂循环水设备腐蚀原因及对策[J]. 中国科技纵横,2019(22):71-72.
[2] 朱炜. 炼油厂循环水设备腐蚀原因及对策探究[J]. 石油石化物资采购,2021(4):102-103.
[3] 王昕,朱丰可. 炼油厂循环水设备腐蚀原因及对策[J]. 化工管理,2018(15):192.
[4] 朱炜. 炼油厂循环水设备腐蚀原因及对策探究[J]. 石油石化物资采购,2021(4):102-103.