煉油裝置加熱爐的腐蝕及應對措施

李明 侯增敏 楊惠宇

摘 要：加熱爐是煉油裝置中的一種，其運行情況對于煉油質(zhì)量的優(yōu)劣有著直接影響。由于加熱爐會煉化一些包含著諸多腐蝕物質(zhì)的劣質(zhì)原油，會導致加熱爐的諸多部位產(chǎn)生不同程度的腐蝕，進而對加熱爐的正常運行產(chǎn)生不利影響。鑒于此，本文對煉油裝置加熱爐的腐蝕及應對措施進行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：煉油裝置;加熱爐;腐蝕;應對措施

0 引言

加熱爐對煉油裝置和汽車燃料一樣重要，加熱爐的腐蝕是中國煉油工業(yè)需要注意的一個主要問題。加熱爐腐蝕問題涉及整個精煉機組，解決辦法不是一次性努力，而是一個復雜的長期系統(tǒng)項目。

1 煉油裝置加熱爐的特點

加熱爐主要有5個特點：①需要被加熱的物體在爐管內(nèi)流動，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，因此加熱過程有較大的危險性，在加熱爐工作的過程中要嚴格控制操作流程;③屬于直接受火式加熱方式;④加熱爐使用的燃料有自產(chǎn)干氣、水煤漿或者外購天然氣;⑤加熱爐在工作過程中需要長時間運轉(zhuǎn)，因此其一般會不間斷地進行操作。

2 煉油裝置加熱爐腐蝕原因分析

2.1 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，超過280℃后腐蝕能力會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。混合物酸會與爐管內(nèi)向火面管壁上的鐵發(fā)生反應形成油溶性的環(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，分解后的硫化氫會與爐管內(nèi)的鐵發(fā)生反應形成硫化亞鐵。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，它會與硫化亞鐵發(fā)生反應，形成溶于油但腐蝕性較強的環(huán)烷酸鐵，腐蝕爐管內(nèi)部。

2.2 高溫加氫腐蝕

為了將原油中未飽和的碳氫化合物轉(zhuǎn)化為飽和的碳氫化合物，必須進行加氫作業(yè)，以確保原油得到充分利用，并提高企業(yè)的效率。高溫高壓條件下的催化加氫操作對加熱爐也具有腐蝕性，氫的強可逆性可能對金屬爐壁造成損害。H2S工藝產(chǎn)生的H2S組合增加了加熱爐的腐蝕，產(chǎn)生了泡沫氫、鉻氫、表面脫碳等現(xiàn)象。在嚴重的情況下，它可能會開裂和報廢。反應方程式如下：

2.3 介質(zhì)流動沖刷腐蝕

介質(zhì)流量對窯爐的物理腐蝕也是微不足道的。經(jīng)驗表明，在精煉過程中，加熱爐熱對流部分的材料越來越薄，不同的溫度部分被尖銳的棱鏡所腐蝕，室內(nèi)被光滑的黑色薄膜所復蓋。專家分析表明，腐蝕產(chǎn)生的物質(zhì)不僅含有構(gòu)成爐管材料的元素，而且還含有處于活動環(huán)境中的元素，因此，介質(zhì)的流動可能導致加熱管的物理腐蝕。

3 應對加熱爐腐蝕問題的有效措施

3.1 減輕露點腐蝕

煙氣露點腐蝕直接與爐內(nèi)煙氣露點溫度高于金屬表面溫度有關(guān);為緩解露點腐蝕問題，需要提高金屬表面溫度，使煙氣排放溫度高于露點，但實際影響因素較多，包括加熱爐的熱效率無法維持抑制二氧化硫的生產(chǎn)可以通過使用氧化劑或低硫燃料降低煙氣露點的溫度，從而減少煙氣露點的腐蝕問題。煙囪和空氣預熱器等零件容易發(fā)生露點腐蝕問題，可以采用煙囪等適當?shù)臒煔饴饵c腐蝕方法。安裝耐熱罩衫之前，可在金屬表面涂上防腐蝕涂料，以提高煙道氣露點和內(nèi)壁的防腐蝕程度，從而提高罩衫的安全壽命。此外，合理選擇一種爐襯，特別是多孔爐襯，需要在爐襯內(nèi)設(shè)置一層空氣阻力，或使用復合爐襯，在火表面使用多孔保溫材料，提高耐高溫性并禁止煙氣進入墻體板冷端，尤其是陶瓷纖維耐火材料，當含硫量大于10微克/克時，應在安裝耐火層之前在爐壁板內(nèi)側(cè)涂上耐酸漆。

3.2 應用化學藥劑和化學清洗

為了使煉油裝置中的高溫部位設(shè)備及管道腐蝕得到改善，除了操作好常減壓蒸餾裝置的“一脫四注”外，采用多效緩蝕劑和使用抗垢劑，以及用化學清洗等辦法也可以用來防護設(shè)備及管道的腐蝕和結(jié)垢。

3.3 工藝操作方面

在實際操作過程中要嚴格按照相關(guān)標準對裝置設(shè)備進行操作，可以實現(xiàn)裝置平穩(wěn)操作，避免出現(xiàn)停工現(xiàn)象，在裝置設(shè)備運行過程中要保持裝置內(nèi)氣壓正常，合理的操作規(guī)范能夠有效避免裝置設(shè)備在操作過程中出現(xiàn)大幅度波動的情況，從而減少因為工藝操作而導致裝置設(shè)備運行失常。如分餾塔出現(xiàn)分餾塔結(jié)鹽現(xiàn)象時需要采取在線洗塔措施，從而保證分餾塔的腐蝕情況減弱。加強工藝操作，根據(jù)不同部位的腐蝕情況，應當采取合理的防腐措施，才能有效提高焦化加熱爐裝置設(shè)備的抗腐蝕性。

3.4 加熱爐進行維護和檢查

我們要保持并檢查三級爐的腐蝕狀態(tài)一是嚴格遵守我國煉油工業(yè)加熱爐的管理和運行方法和規(guī)定，定期抽查加熱爐零部件，檢查更新加熱爐技術(shù)運行。第二，在爐管停機維護階段，應使用先進儀器檢測爐管厚度。當爐管厚度不符合安全標準時，應及時更換用過的爐管，以免影響加熱爐的正常使用。最后，我們必須檢查空氣預熱器是否適于管道、煙囪、通風管道及其閥門的腐蝕、腐蝕和變壓，及時清理沉積的污物，更換生銹的部件，并再次降低這些部位發(fā)生腐蝕的風險。制氫裝置加熱爐還應進行堿洗，以防止強行破裂，少用含鈉的淺灰色劑，以防止高溫釩熔煉對加熱爐造成腐蝕。

3.5 合理選用煉油裝置加熱爐的爐管耐腐蝕的材料

因為對于煉油裝置加熱爐的爐管來說只有正確的選用合適的加熱爐的耐蝕材料，才能夠做到真正而有效解決煉油裝置加熱爐的爐管內(nèi)由于被加熱介質(zhì)而引起的環(huán)烷酸沖蝕和硫化起磷以及氫損傷化學性等嚴重腐蝕問題。

3.6 維修階段

長期使用煉油廠可能會造成一定程度的腐蝕，如果不能及時處理，會導致進一步的腐蝕問題，損害煉油廠的正常功能，降低煉油廠的生產(chǎn)力，限制煉油廠的發(fā)展。在煉油廠維修方面，重要的是把西方發(fā)達國家的煉油廠維修經(jīng)驗與煉油廠本國煉油廠的腐蝕結(jié)合起來。此外，必須為煉油廠選擇適當?shù)木S修方案，以便科學地進行維修和保護，改善煉油廠的使用壽命，提高煉油廠的效率。

4 結(jié)束語

在煉油生產(chǎn)裝置中，設(shè)備、管道等的腐蝕是經(jīng)常遇到的問題。設(shè)備、管道等腐蝕產(chǎn)生的后果往往十分嚴重，具有不可預知性，突發(fā)性等危害，事故發(fā)生后不僅是更換設(shè)備、管道等所造成的直接經(jīng)濟損失，同時還因生產(chǎn)裝置停工停產(chǎn)、打亂正常連續(xù)生產(chǎn)秩序、縮短開工周期、漏油跑油、產(chǎn)品質(zhì)量下降等因素致使企業(yè)遭受巨大的間接經(jīng)濟損失。此外，設(shè)備、管道等腐蝕還可能造成生產(chǎn)裝置著火、爆炸等惡性事故，對煉油生產(chǎn)十分有害。因此搞好設(shè)備的腐蝕防護工作具有十分重要的意義。

參考文獻：

[1]宋延達，王雪峰，張小建，李曉煒，段永鋒.煉油裝置連多硫酸應力腐蝕開裂及防護研究進展[J].石油化工腐蝕與防護，2019，36（06）：8-12+37.

[2]孫杰.煉油廠設(shè)備腐蝕與防護淺析[J].化工管理，2019（34）： 193-194.

[3]朱愛娟.煉油廠設(shè)備腐蝕機理與防護措施研究[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2019，39（22）：15-16.

[4]杜柏龍.煉油設(shè)備腐蝕與防護管理策略研究[J].化工管理， 2019（26）：143-144.

[5]王建義，龔雪蓉.煉油設(shè)備腐蝕及防護管理探究[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2019，39（16）：23-24.

[6]張沖.煉油設(shè)備腐蝕與防護技術(shù)新進展[J].化工管理，2019 （23）：107-108.

[7]安清泉.煉油廠設(shè)備腐蝕減薄與防護研究[J].中國設(shè)備工程，2019（10）：111-112.