煉油裝置加熱爐的腐蝕及應(yīng)對(duì)措施

姜 義，任更書

（大慶石化公司化工三廠，黑龍江大慶 163714）

0 引言

加熱爐是煉油裝置中的一種，其運(yùn)行情況對(duì)于煉油質(zhì)量的優(yōu)劣有著直接影響。由于加熱爐會(huì)煉化一些包含著諸多腐蝕物質(zhì)的劣質(zhì)原油，會(huì)導(dǎo)致加熱爐的諸多部位產(chǎn)生不同程度的腐蝕，進(jìn)而對(duì)加熱爐的正常運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。因此，在石油煉化過程中，需要重視加熱爐的腐蝕問題。

1 煉油裝置加熱爐的特點(diǎn)

石油的煉制過程較為復(fù)雜，包括萃取、蒸餾、轉(zhuǎn)化等過程。加熱爐是為煉油過程提供熱量的設(shè)備，在爐膛內(nèi)燃燒相應(yīng)的燃料，然后在爐管中對(duì)流動(dòng)的油品進(jìn)行加熱，使油品達(dá)到相應(yīng)的溫度，從而助力原油的一系列加工過程。其供熱量會(huì)影響最終的產(chǎn)品收率，因此需要重視加熱爐的運(yùn)作情況。

加熱爐主要有5 個(gè)特點(diǎn)：①需要被加熱的物體在爐管內(nèi)流動(dòng)，因此它只能開展液體、氣體的加熱工作；②被加熱的物體一般有易爆、易燃等特點(diǎn)，因此加熱過程有較大的危險(xiǎn)性，在加熱爐工作的過程中要嚴(yán)格控制操作流程；③屬于直接受火式加熱方式；④加熱爐使用的燃料有氣體、液體；⑤加熱爐在工作過程中需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，因此其一般會(huì)不間斷地進(jìn)行操作。

2 煉油裝置加熱爐腐蝕原因分析

煉油裝置加熱爐的腐蝕問題，受到多種因素的影響。為了控制加熱爐的腐蝕程度，只有具體問題具體分析，才能找準(zhǔn)影響加熱爐腐蝕問題的因素，從而制定出針對(duì)性的解決措施。

2.1 介質(zhì)流動(dòng)沖刷導(dǎo)致的腐蝕

加熱爐在煉油的過程中介質(zhì)不斷流動(dòng)，介質(zhì)的流動(dòng)會(huì)對(duì)爐管內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)沖刷，在長(zhǎng)時(shí)間沖刷之下會(huì)導(dǎo)致加熱爐遭受腐蝕。例如，在石油煉化的過程中，常壓爐對(duì)流段彎頭內(nèi)部逐漸變薄，而高溫部位的向火面會(huì)有一些蝕坑，腐蝕的部位覆蓋著光滑的黑色薄膜，這些都是腐蝕后的情況。相關(guān)人員對(duì)腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其中含有爐管內(nèi)的材料、腐蝕介質(zhì)元素，這些物質(zhì)在加熱爐中不斷流動(dòng)、沖刷爐內(nèi)的各個(gè)部位，久而久之就產(chǎn)生了腐蝕問題。

2.2 臨氫操作導(dǎo)致的腐蝕

為了逐步提高煉化質(zhì)量，在煉油的過程中會(huì)加入氫氣，然后開展臨氫工作。該項(xiàng)工作需要高溫、高壓的環(huán)境下，以推進(jìn)氫氣的分解，使其逐漸分解為氫原子，在高溫、高壓的環(huán)境下，氫原子產(chǎn)生的損傷程度較大，致使?fàn)t管穿孔或者開裂。

2.3 低溫硫酸導(dǎo)致的腐蝕

在石油煉化的過程當(dāng)中，爐管對(duì)流室的壁板外面存在諸多紅點(diǎn)或者黑點(diǎn)，這是因?yàn)樵椭泻辛颍蛟诟邷氐淖饔孟聲?huì)逐漸形成了二氧化硫、三氧化硫，它們會(huì)與水蒸汽冷凝在露點(diǎn)部位，從而形成稀硫酸，致使低溫部位遭受腐蝕。低溫硫酸的腐蝕主要體現(xiàn)在2 個(gè)方面：①導(dǎo)致爐管壁越來越??；②容易在煙灰沉積處形成腐蝕坑。此外，低溫硫酸還會(huì)腐蝕爐管的煙囪、空氣預(yù)熱器冷壁管段等。

2.4 混合物酸以及硫?qū)е碌母g

環(huán)烷酸為混合物酸的專有名詞，其腐蝕能力在220 ℃的高溫下隨著溫度的上升而有所增強(qiáng)，超過280 ℃后腐蝕能力會(huì)隨著溫度的升高而降低，因此混合物酸的腐蝕程度與溫度有著密切關(guān)系?；旌衔锼釙?huì)與爐管內(nèi)向火面管壁上的鐵發(fā)生反應(yīng)形成油溶性的環(huán)烷酸鐵，然后跟隨介質(zhì)流出。原油中含有硫（不同原油的含硫量有所不同），硫的腐蝕強(qiáng)度與介質(zhì)中硫化物的含量、種類以及穩(wěn)定性有著密切關(guān)系。在高溫條件下，硫化物逐漸分解，分解后的硫化氫會(huì)與爐管內(nèi)的鐵發(fā)生反應(yīng)形成硫化亞鐵。硫化亞鐵可以影響爐管的腐蝕速度：如果爐管內(nèi)存在混合物酸，它會(huì)與硫化亞鐵發(fā)生反應(yīng)，形成溶于油但腐蝕性較強(qiáng)的環(huán)烷酸鐵，腐蝕爐管內(nèi)部。

3 應(yīng)對(duì)加熱爐腐蝕問題的有效措施

3.1 科學(xué)選擇煉油工藝

生產(chǎn)工藝對(duì)于石油煉化工作有著重要作用，因此在煉油工作開展之前，工作人員需要科學(xué)選擇煉油工藝，以保證煉油工作的有效開展。處理含有硫的原油時(shí)，應(yīng)該使用脫硫裝置脫掉原油中的硫，這樣可以控制硫酸對(duì)爐管的損害。此外，應(yīng)盡可能降低含鈉的爐灰清灰劑、含釩鈉高的熱爐燃料的使用。清理加熱爐時(shí)，可以選擇相應(yīng)的藥劑或清潔設(shè)備、謹(jǐn)慎操作，從而有效保護(hù)加熱爐，延長(zhǎng)其使用壽命。

3.2 科學(xué)選擇爐管的材料

為了降低煉油過程對(duì)加熱爐的腐蝕，可以選擇耐腐蝕性強(qiáng)的材料制作爐管?，F(xiàn)階段原油質(zhì)量逐漸下降，原油中的雜質(zhì)逐漸增多，這些雜質(zhì)會(huì)腐蝕加熱爐，所以需要不斷升級(jí)煉油裝置，選用先進(jìn)的耐腐蝕材料，逐步提高加熱爐的耐腐蝕能力。

3.3 聯(lián)合應(yīng)用多種防腐手段

在解決煙氣露點(diǎn)腐蝕的問題時(shí)，可以升高加熱爐的溫度，使其高于煙氣溫度，不過這會(huì)導(dǎo)致熱能浪費(fèi)，因此該方法不能常用。也可以利用含硫量少的燃料或者助燃劑來控制硫化物的產(chǎn)生，從而降低煙氣露點(diǎn)腐蝕的發(fā)生概率。對(duì)于易被腐蝕的煙道、煙囪等部位，也可以應(yīng)用防腐蝕能力較強(qiáng)的材料來制作，并在煙道、煙囪使用的過程中對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)養(yǎng)護(hù)，如在線沖洗、定時(shí)吹灰等，避免煙道、煙囪等位置結(jié)垢。在設(shè)計(jì)空氣預(yù)熱器時(shí)，設(shè)計(jì)人員要充分考慮腐蝕的問題，可以在空氣預(yù)熱器中增設(shè)熱風(fēng)循環(huán)等設(shè)施控制其表面的溫度，有效控制煙氣露點(diǎn)腐蝕問題。

3.4 全面控制煉油作業(yè)

在開展煉油工作的過程中，工作人員需要嚴(yán)格按照煉油規(guī)范，避免出現(xiàn)超負(fù)荷、超壓或者超溫等現(xiàn)象，確保加熱爐的正常運(yùn)作。否則會(huì)增加損壞以及腐蝕的程度，影響加熱爐的使用時(shí)間。在煉油工作開展之前，需要做好3 個(gè)方面的工作：①評(píng)估設(shè)備的腐蝕情況，在此基礎(chǔ)上分析設(shè)備運(yùn)行過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)，并根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)因素的發(fā)生概率制定相應(yīng)的防范措施；②含硫的原油材料需要先進(jìn)行脫硫，再科學(xué)地控制加熱溫度，減少過低負(fù)荷運(yùn)行，使設(shè)備運(yùn)行過程中的表面溫度得到保障；③在加熱爐運(yùn)行過程中，如果排放的煙氣含硫量較大，則需要檢查煙氣露點(diǎn)的情況，以控制煙氣的排放溫度、降低腐蝕概率。

3.5 加強(qiáng)煉油裝置的檢修工作

工作人員應(yīng)該按照相關(guān)規(guī)定開展加熱爐的檢修工作，通過相關(guān)的監(jiān)督工作，確保加熱爐運(yùn)行在規(guī)定的范圍之內(nèi)。為了做好煉油裝置的檢修工作，管理人員需要對(duì)檢修工作有明確的認(rèn)識(shí)，根據(jù)加熱爐的工作情況制定相應(yīng)的檢修計(jì)劃，并對(duì)檢修計(jì)劃的實(shí)施給予相應(yīng)監(jiān)督，逐步推行檢修工作，控制加熱爐的腐蝕程度。在加熱爐的日常運(yùn)行中，可以利用先進(jìn)的設(shè)備監(jiān)測(cè)爐管的溫度，例如高溫紅外測(cè)溫儀，利用該儀器可以對(duì)爐內(nèi)各個(gè)部位的溫度情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過監(jiān)測(cè)情況便于工作人員了解加熱爐的運(yùn)作情況，使工作人員對(duì)運(yùn)作中存在的危險(xiǎn)因素進(jìn)行預(yù)測(cè)。在日常檢修過程中，需要將小面積的腐蝕問題進(jìn)行修復(fù)。至于停工檢修，則可以利用超聲波檢測(cè)管道的厚度，了解管道內(nèi)部的腐蝕情況以及沖刷情況，如果管壁的厚度難以滿足加熱爐的運(yùn)行需求，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行更換，從而逐步提高管道的耐腐蝕性，確保煉油工作的安全性。此外，還需要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行清理。清理過程中，如果發(fā)現(xiàn)部件的腐蝕情況較為嚴(yán)重，則需要立即進(jìn)行更換，對(duì)于腐蝕程度較低的，則可以利用相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，進(jìn)而有效控制由腐蝕帶來的安全問題。

3.6 提高工作人員的防腐意識(shí)

工作人員的防腐意識(shí)對(duì)于加熱爐腐蝕程度的控制情況有直接影響。有些工作人員會(huì)根據(jù)工作流程開展工作，但是缺乏相應(yīng)的防腐意識(shí)，使用含硫量較高的原油時(shí)并未對(duì)其進(jìn)行脫硫，這會(huì)在一定程度上增加加熱爐的腐蝕程度。還有一些工作人員雖然了解加熱爐腐蝕問題的嚴(yán)重性，也會(huì)嚴(yán)格按照規(guī)范操作并對(duì)爐管內(nèi)各位置的情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但是對(duì)加熱爐的維修工作重視程度不高。由于工作人員的防腐意識(shí)不強(qiáng)，會(huì)對(duì)加熱爐的腐蝕情況產(chǎn)生不利影響。為了提高工作人員的防腐意識(shí)，可以從以下2 個(gè)方面入手：①做好防腐知識(shí)的培訓(xùn)，定期開展防腐知識(shí)方面的培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)涉及導(dǎo)致加熱爐腐蝕問題的因素、控制措施等，通過培訓(xùn)使工作人員認(rèn)識(shí)到防腐的重要性，并在加熱爐運(yùn)行過程中重視腐蝕問題；②做好加熱爐腐蝕問題的宣傳工作，提高工作人員的思想意識(shí)，使他們?cè)诠ぷ髦谐浞职l(fā)揮自身的能力、承擔(dān)好自身的責(zé)任，盡己所能控制加熱爐的腐蝕程度。

4 結(jié)束語

煉油裝置中加熱爐的腐蝕問題比較嚴(yán)重且比較普遍，對(duì)加熱爐的運(yùn)行產(chǎn)生直接影響。為了保證煉油行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，需要重視這一問題并采取相應(yīng)的解決措施。導(dǎo)致煉油裝置加熱爐腐蝕的因素較多，難以立刻解決，因此這是一個(gè)長(zhǎng)期性的工作。作為煉油行業(yè)的工作人員，需要對(duì)煉油裝置加熱爐進(jìn)行全方面的分析，不僅要從加熱爐的設(shè)計(jì)、維護(hù)、檢查、維修等各個(gè)方面入手，還需要對(duì)加工工藝、煉油技術(shù)等方面進(jìn)行分析，這樣才能保證制定的應(yīng)對(duì)措施更加科學(xué)、有效，從而控制煉油裝置加熱爐的腐蝕程度，延長(zhǎng)加熱爐的運(yùn)行周期，為煉油企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高奠定基礎(chǔ)。