煉油化工熱交換器的腐蝕泄漏問(wèn)題及處理措施

蔡岳飛

（中國(guó)石油蘭州石化公司催化劑廠，甘肅蘭州 730060）

0 引言

熱交換器是煉油化工生產(chǎn)活動(dòng)中的重要設(shè)備之一，該設(shè)備具有一定的通用性，在整個(gè)煉油化工生產(chǎn)活動(dòng)中應(yīng)用范圍十分廣泛，不過(guò)，不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)所運(yùn)用到的熱交換器在材料與性能方面有較大差異。煉油化工的生產(chǎn)環(huán)境比較復(fù)雜，再加上熱交換器管束與其所接觸的介質(zhì)之間所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致煉油化工設(shè)備因腐蝕出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到煉油化工企業(yè)的發(fā)展，延長(zhǎng)作業(yè)時(shí)間，增加運(yùn)營(yíng)經(jīng)費(fèi)的投入。

1 煉油化工生產(chǎn)中熱交換器的應(yīng)用現(xiàn)狀

（1）蒸餾裝置。煉油化工生產(chǎn)中用到的原油絕大多數(shù)屬于含硫原油，因?yàn)榱蚩梢耘c空氣中的氧氣、水發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)二氧化硫、三氧化硫，這些硫化物質(zhì)具有較強(qiáng)的腐蝕性，它們與金屬物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，使金屬結(jié)構(gòu)變得蓬松、脆弱，進(jìn)而降低金屬材料的性能與質(zhì)量。例如，在煉油過(guò)程原油與某各蒸餾裝置分餾塔頂部接觸，原油中的硫元素會(huì)對(duì)分餾塔的頂部產(chǎn)生腐蝕作用；當(dāng)原油通過(guò)冷凝冷卻系統(tǒng)時(shí)，在硫化氫、硫化氫和水的作用下會(huì)加劇腐蝕。盡管不少煉油化工企業(yè)將Ni-P、碳鋼等作為熱交換器的制作材料，但是腐蝕穿孔現(xiàn)象依然頻繁發(fā)生，導(dǎo)致原油流入殼程汽油中，進(jìn)而降低生產(chǎn)質(zhì)量。

（2）催化裂化裝置。煉油化工工作的開(kāi)展離不開(kāi)催化裂化裝置的支持，但是催化裂化設(shè)備在生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生硫化氫氣體和氯化氫氣體，這兩種氣體均會(huì)對(duì)換熱設(shè)備管產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕作用。通過(guò)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，煉油化工過(guò)程中用到的裝置抽提、預(yù)加氫、催化裂化重整等系統(tǒng)所運(yùn)用到的冷換設(shè)備管束，均存在嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。

（3）加氫裂化裝置。加氫裝置是煉油化工生產(chǎn)中出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象比較嚴(yán)重的一類設(shè)備，主要是因?yàn)镹H4Cl 和NH4HS 能在管束中結(jié)垢，進(jìn)而產(chǎn)生電化學(xué)作用，導(dǎo)致加氫裂化裝置出現(xiàn)蝕坑。在煉油化工生產(chǎn)過(guò)程，高硫原油中含有的硫元素越多，加氫裂化裝置對(duì)高壓空冷器管束所產(chǎn)生的腐蝕作用越大。如果將高壓空冷器管束從加氫裂化系統(tǒng)中移出，高壓分裂器和低壓分類器水樣中鐵離子與硫化氫的含量明顯增加。

2 煉油化工設(shè)備熱交換器的腐蝕問(wèn)題處理策略

煉油化工設(shè)備熱交換器在運(yùn)營(yíng)過(guò)程存在嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題，為保障熱交換器能夠正常運(yùn)行，需要涂抹防腐涂料提升煉油化工設(shè)備熱交換器的密閉性，優(yōu)化密封方案，保障煉油化工設(shè)備熱交換設(shè)備的整體性，通過(guò)犧牲陽(yáng)極保護(hù)法來(lái)提升設(shè)備的腐蝕性能，應(yīng)用防護(hù)襯里解決熱交換器的腐蝕問(wèn)題。

（1）涂抹防腐涂料。在熱交換設(shè)備上涂抹防腐涂料是一種隔離手段，可將熱交換器表面同外界環(huán)境隔離開(kāi)，使防腐涂料能夠在熱交換器表面形成一層隔離屏障，避免外界環(huán)境對(duì)熱交換器帶來(lái)傷害，同時(shí)提升熱交換器的防腐性能。目前煉油化工生產(chǎn)活動(dòng)中在熱交換器上所運(yùn)用的防腐涂料主要有兩種，一種是無(wú)機(jī)防腐涂料，另一種是金屬防腐涂料。運(yùn)用無(wú)機(jī)防腐涂料對(duì)熱交換器表面進(jìn)行處理時(shí)，需要運(yùn)用噴涂法。在整個(gè)噴涂處理過(guò)程，施工作業(yè)人員嚴(yán)格遵循每一道施工作業(yè)工序，完成噴涂工作后，需要運(yùn)用高溫對(duì)其實(shí)施烘烤處理，以此提升防腐涂層的質(zhì)量。運(yùn)用金屬防腐涂料對(duì)熱交換器表面進(jìn)行處理時(shí)，需要運(yùn)用電鍍法對(duì)其實(shí)施噴涂處理。由于電鍍火焰在噴涂的過(guò)程會(huì)對(duì)熱交換器帶來(lái)一定的負(fù)面作用，使熱交換器發(fā)生變形，施工作業(yè)人員只有嚴(yán)格遵循施工作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)熱交換器實(shí)施金屬涂料的噴涂處理，才能獲得良好的噴涂效果，有效降低電鍍火焰對(duì)熱交換器的影響。

（2）優(yōu)化密封方案。提升熱交換器的密封性能，需要合理選擇熱交換器的密封材料。熱交換器的密封材料主要有兩類，一種是金屬纏繞墊片，另一種是波齒復(fù)合墊片。這兩種墊片的剛度和強(qiáng)度均優(yōu)于石棉墊片，能夠有效降低墊片的變形率，提升熱交換器的密封性。

（3）犧牲陽(yáng)極保護(hù)法。電化學(xué)腐蝕是熱交換器運(yùn)行期間產(chǎn)生的一種現(xiàn)象，如果要規(guī)避該現(xiàn)象，需要運(yùn)用犧牲陽(yáng)極保護(hù)法。當(dāng)熱交換器出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕時(shí)，熱交換器的陽(yáng)極與陰極之間會(huì)產(chǎn)生電流，從而對(duì)熱交換器的金屬元件產(chǎn)生一定的腐蝕作用。將低電位金屬所產(chǎn)生的腐蝕電流作為高電位被腐蝕體的防腐電流，以此達(dá)到犧牲陽(yáng)極保護(hù)陰極的目的。

（4）添加緩蝕劑法。添加緩沖劑法是將緩沖劑添加到電解質(zhì)溶液中，使電解質(zhì)溶液能夠在陰極與陽(yáng)極之間產(chǎn)生一定的阻隔作用，以此降低熱交換器的腐蝕速率。

（5）應(yīng)用防護(hù)襯里。煉油化工人員在選擇煉油化工生產(chǎn)與制作時(shí)，需要合理選擇生產(chǎn)材料，對(duì)熱交換器的運(yùn)行情況進(jìn)行綜合分析，從壓力、溫度、介質(zhì)等多種因素入手，選擇與煉油化工生產(chǎn)活動(dòng)相適宜的生產(chǎn)材料。通常情況下，煉油化工材料抓喲有不銹鋼、聚四氟乙烯、玻璃鋼等。金屬材料在市場(chǎng)中的價(jià)格相對(duì)比較高，有抵御惡劣環(huán)境的生產(chǎn)作業(yè)能力，煉油施工難度相對(duì)比較大；非金屬材料在市場(chǎng)中的價(jià)格較為低廉，不具備抵御惡劣環(huán)境的能力。

3 煉油化工設(shè)備熱交換器的清洗方法

煉油化工企業(yè)在處理熱交換器腐蝕問(wèn)題時(shí)，還需要對(duì)其做好相應(yīng)的清理工作，運(yùn)用化學(xué)清洗法、物理清洗法以及生物清洗法，實(shí)現(xiàn)對(duì)煉油化工設(shè)備的全面處理，保障熱交換器具有整體性，降低腐蝕問(wèn)題對(duì)煉油化工設(shè)備的影響。

（1）化學(xué)清洗法?；瘜W(xué)清洗法是借助溶解反應(yīng)原理，通過(guò)清洗溶液與煉油化工設(shè)備表面的沉積物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在不拆除設(shè)備的前提下，對(duì)設(shè)備表面的雜物進(jìn)行清理，整個(gè)清洗過(guò)程簡(jiǎn)單易行。但是，在運(yùn)用化學(xué)清洗法對(duì)煉油化工設(shè)備進(jìn)行清潔處理時(shí)，如果沒(méi)有科學(xué)選用清洗溶液，在清洗過(guò)程中會(huì)對(duì)設(shè)備性能與質(zhì)量造成一定破壞，使煉油化工設(shè)備出現(xiàn)腐蝕。通常情況下，煉油化工設(shè)備熱交換器清洗過(guò)程所選用的清洗溶液均屬于去污清潔劑，借助清洗溶液所具備的表面活性作用與凈化化學(xué)反應(yīng)，將煉油化工設(shè)備熱交換器清洗干凈。煉油化工設(shè)備的清洗方法主要有循環(huán)法、浸漬法、沖擊法。其中，循環(huán)法是借助泵的作用對(duì)清洗液進(jìn)行循環(huán)處理；浸漬法是將清潔液填充到熱交換器中，用清潔液對(duì)熱交換器進(jìn)行一段時(shí)間的清潔處理，之后將清潔液從熱交換器的底部排放出去，并將清潔液轉(zhuǎn)入攪拌設(shè)備中。作業(yè)人員運(yùn)用浸漬法對(duì)熱交換器進(jìn)行清潔處理時(shí)，首先需要了解煉油化工設(shè)備是否含有容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，避免熱交換器在清洗過(guò)程受到損害。

（2）物理清洗法。物理清洗法是借助機(jī)械外力對(duì)污垢所產(chǎn)生的粉碎作用，將污垢從設(shè)備表面分離出去，以此達(dá)到清潔設(shè)備的目的。物理清洗法具有較高的安全性、高效性與環(huán)保性，整個(gè)清洗過(guò)程不會(huì)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，但是無(wú)法對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備進(jìn)行清洗，在清洗的過(guò)程容易滯留下清洗死角。通常情況下，煉油化工設(shè)備所運(yùn)用到的物理清洗法主要有高壓噴射清潔法、超聲波清潔法以及管道移動(dòng)除垢法。

（3）生物清洗法。生物清洗法是借助微生物對(duì)油污的分解作用，將熱交換器表面的油污分解成無(wú)毒、無(wú)害的物質(zhì)。因?yàn)檫@種物質(zhì)易于溶于水，最后可借助水的作用將分解物質(zhì)從熱交換器表面清除。

4 總結(jié)

由于熱交換器的性能與質(zhì)量直接關(guān)系到煉油化工生產(chǎn)活動(dòng)的穩(wěn)定，因此煉油化工企業(yè)要提高對(duì)熱交換器腐蝕問(wèn)題的重視程度。從多個(gè)視角分析熱交換器腐蝕現(xiàn)象的形成原因，并制定出與之相適宜的防護(hù)措施與優(yōu)化辦法。