煤焦油加工腐蝕機理及防腐技術探討

白海濤，李英文，佟敏增（濟寧辰光煤化有限公司，山東 濟寧 272000）

煤焦油加工腐蝕機理及防腐技術探討

白海濤，李英文，佟敏增
（濟寧辰光煤化有限公司，山東 濟寧 272000）

隨著石油資源需求的不斷增加，由于對煤焦油進行處理可以產生汽油和柴油，因此人們對煤焦油的重視程度越來越高。在煤焦油加工的過程中，常常會出現腐蝕現象，本文從煤焦油加工的腐蝕機理入手，對有效的防腐技術進行研究。

煤焦油加工；腐蝕機理；防腐技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.024

0　前言

煤焦油中的成分極其復雜。隨著石油資源的短缺程度的增加，人們對加工處理后可以得到汽油和柴油的煤焦油的加工越來越重視。在煤焦油的加工過程中，腐蝕問題是占據了主要的地位，為了提升煤焦油的加工效率和加工質量，需要采取有效的防腐技術解決煤焦油加工中的腐蝕問題。

1　煤焦油加工腐蝕機理

煤焦油加工中的腐蝕機理主要包括以下三種：

1.1由碳粉和高速流體引發(fā)的煤焦油加工沖擊腐蝕

就煤焦油加工部件的彎頭部位而言，介質在這種位置的流速會發(fā)生顯著提升，這種流速的顯著提升會促進湍流的形成，進而引發(fā)部件的腐蝕。湍流的產生不僅會對腐蝕作用產生一定的促進作用，還能使煤焦油加工中的金屬設備或部件受到較大的流體切應力。這種流體切應力通過對已腐蝕部位的切除，使得腐蝕作用發(fā)生在金屬的其他部位，也就是說，流體切應力的產生對腐蝕現象范圍的擴大產生了一定的促進作用［1］。

1.2由水和銨鹽引發(fā)的煤焦油加工電化學腐蝕

當煤焦油加工中的金屬設備或部件等長期處于電解質溶液中，金屬材料會發(fā)生電極反應，電極反應的發(fā)生會引發(fā)腐蝕現象。當煤焦油加工中的金屬設備或金屬部件發(fā)生氧化反應之后，會形成金屬氧化物和金屬離子。在煤焦油的生產過程中，會用到氨水，氨水中存在著一定含量的銨鹽，銨鹽中主要包含著氯化銨、硫氫化銨等。當這些銨鹽進入蒸餾系統(tǒng)之后，這些銨鹽會與煤焦油中的水發(fā)生化學反應，生成CN-、H3O+等離子，在金屬材料發(fā)生電極反應的過程中，這些離子能夠對電極反應產生催化作用，進而加速腐蝕現象的產生。在煤焦油的加工過程中，只要煤焦油中含有一點水分，電化學腐蝕作用就會發(fā)生，因此，由銨鹽和水引發(fā)的腐蝕問題很難控制［2］。

1.3由銨鹽分解過程中產生的游離酸引發(fā)的煤焦油加工化學腐蝕

在煤焦油的脫水處理中，仍然包含著銨鹽的成分。當溫度達到220攝氏度-250攝氏度之間時，銨鹽會在溫度的作用下分解成氨氣和游離酸。如果煤焦油中的水分沒有處理干凈，這些游離酸就會與水發(fā)生化學反應，進而對煤焦油加工設備產生較強的腐蝕作用。

2　解決煤焦油加工腐蝕問題的防腐技術

腐蝕現象給煤焦油加工帶來了極大的影響，因此應該采取有效的防腐技術，防止煤焦油加工過程中腐蝕現象的產生。有效解決煤焦油加工過程中腐蝕問題的防腐技術主要包含以下幾方面：

2.1對煤焦油原料進行有效處理以達到防腐目的

對煤焦油原料的處理主要包括以下兩部分：

2.1.1對煤焦油進行脫鹽和脫水處理

就煤焦油的脫鹽處理而言，需要在原材料中加入氯含量較低的水分，這種做法能夠有效溶解原材料中的結晶鹽，進而產生形的乳狀液。當乳狀液產生之后，需要運用一定的方法將原材料中的小水滴聚集到一起，并結合不同的破乳方法的使用。溶液密度的不同會使溶液出現分層現象，水的密度比焦油小，水在上層。就煤焦油的脫水處理而言，脫水對象包含以下三種：第一，溶解水，水是以分子的狀態(tài)存在與有機化合物中的，因此溶解水的脫水難度較高；第二，懸浮水，與溶解水相比，懸浮水的脫水難度較低；第三，乳化水，乳化水是在煤焦油生產過程中產生的，在這個過程中，需要對原材料進行必要的攪動處理，由于煤焦油中含有一定含量的乳化劑，這些乳化劑會逐漸形成油包水型的入樁液。入樁液的特點是穩(wěn)定性較高，因此，對其進行脫水處理的難度也較高。通過這三種不同的脫水對象可以看出，脫水工作的重點是分離和破乳，因此，脫水處理與脫鹽處理具有一定的共通之處，因此這兩種處理方式應該同時進行。就煤焦油而言，它具有乳化性高、粘性大以及比重大的特點，這些特點為煤焦油的脫水、脫鹽工作增加了難度［3］。

2.1.2降低煤焦油中銨鹽和水的含量

煤焦油中能夠引發(fā)腐蝕問題的因素包含硫氫化銨、氯化銨以及硫酸銨等。這些銨鹽有一個共同的特點，它們都具有可溶性，因此，為了降低煤焦油中銨鹽的含量，可以通過降低煤焦油中水的含量來實現。通常情況下，在煤焦油加工過程中，人們會運用超離法對煤焦油進行處理，超離能夠將煤焦油中的焦油渣和水分去除，超離結束之后，可以將煤焦油加熱，進行精致脫水處理，這種做法能夠使煤焦油中的水含量保持在2%以下。當煤焦油中水的含量被有效控制之后，銨鹽的含量也得到了有效控制，進而減少腐蝕問題的發(fā)生。這種處理方法無法將能夠引發(fā)腐蝕問題的因素全部取出，因此，這種方法只能延遲腐蝕問題的發(fā)生時間，并不能完全杜絕腐蝕現象的發(fā)生。

2.2運用加堿中和技術解決腐蝕問題

目前，煤焦油加工中使用率較高的防腐技術是在煤焦油中加入碳酸鈉，碳酸鈉會與氯化銨發(fā)生化學反應，形成穩(wěn)定性較高的鈉鹽。對煤焦油加工系統(tǒng)進行加堿處理之后，腐蝕程度被大大減輕。與其他防腐技術相比，加堿中和防腐技術具有便于操作的優(yōu)點，但運用這種技術進行防腐也存在著一定的缺點。當加入適量的堿性物質之后，化學反應所產生的鈉鹽會留在瀝青中，這會導致瀝青中鈉離子的質量分數發(fā)生顯著增加，鈉離子質量分數的變化會對煤焦油加工所產生的瀝青的質量產生不良影響，進而為煤焦油加工企業(yè)造成一定的經濟損失。

3　結論

腐蝕現象會對煤焦油加工的速率和質量產生不良影響。在煤焦油加工過程中，腐蝕問題主要是由碳粉和高速流體、水和銨鹽以及銨鹽分解過程中產生的游離酸引發(fā)的。為了解決煤焦油加工中的腐蝕問題，需要對煤焦油進行脫鹽和脫水處理以及運用加堿中和防腐技術有效避免或減少腐蝕現象的發(fā)生。

［1］衛(wèi)江.煤焦油加工腐蝕機理及防腐技術探討［J］.中國新技術新產品，2015（22）：37.

［2］郜維棟.煤焦油處理裝置腐蝕失效分析與研究［D］.天津大學，2013.

［3］魏忠勛，王宗賢，甄凡瑜，張金義.國內高溫煤焦油加工工藝發(fā)展研究［J］.煤炭科學技術，2013（04）：114-118+123.

白海濤（1986-），男，山東濟寧人，研究方向：煤焦油深加工。