石油化工設(shè)備常見腐蝕問題及防腐蝕措施

馮光偉

摘 要：在煉制過程中設(shè)備容易被腐蝕，導(dǎo)致無法運(yùn)行。不僅給企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失，還容易給使用設(shè)備或設(shè)備附近的工作人員帶來安全問題。因此如何解決原油提煉過程中的腐蝕問題成為一項(xiàng)重點(diǎn)研究課題。下面本文就石油化工設(shè)備常見腐蝕問題及防腐蝕措施進(jìn)行簡要探討。

關(guān)鍵詞：石油化工設(shè)備;腐蝕問題;防腐蝕

1 設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象概述

石油煉制設(shè)備的腐蝕是煉油廠在生產(chǎn)運(yùn)營中面臨的一項(xiàng)重要問題，腐蝕會對工廠的發(fā)展造成嚴(yán)重威脅，尤其是部分自動化程度較高、運(yùn)轉(zhuǎn)功能強(qiáng)、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的煉制設(shè)備。這類設(shè)備在出現(xiàn)腐蝕問題后會造成嚴(yán)重的成本損耗，影響工廠的運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，設(shè)備在煉制過程中如果發(fā)生腐蝕或原油泄漏的情況會影響到工人的身體健康，嚴(yán)重的話會直接造成身體傷害。

1.1 腐蝕的概念

從廣義上對腐蝕進(jìn)行解釋就是由于環(huán)境內(nèi)的某一些特殊物質(zhì)使其他材料發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致材料的功能、性質(zhì)被破壞。從狹義上來說，腐蝕現(xiàn)象是由于設(shè)備金屬材料與其所處環(huán)境內(nèi)的一些物質(zhì)產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng)，或者是物理性質(zhì)的溶化反應(yīng)，金屬材料本身的性能被損傷。綜上，我們將腐蝕概括為材料在一定的作用下本身的性能或功能被破壞掉，是一種使材料失去自身品質(zhì)的作用。

1.2 設(shè)備發(fā)生腐蝕現(xiàn)象的主要原因

在對石油進(jìn)行煉制時(shí)，會產(chǎn)生較多含硫的物質(zhì)，例如二氧化硫、硫化氫等，同時(shí)也不可避免地會出現(xiàn)諸多有毒物質(zhì)。這些化學(xué)物質(zhì)在一定的環(huán)境作用下互相影響，發(fā)生化學(xué)作用。有些物質(zhì)也有可能直接與煉制設(shè)備表面或者內(nèi)部的金屬材料發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)腐蝕狀況。不同的煉制設(shè)備在煉制過程中所受的影響也有所不同，例如使用敏感不銹鋼設(shè)備進(jìn)行煉制時(shí)，往往是由于硫酸鹽而導(dǎo)致的腐蝕發(fā)生。一般輕油儲罐中發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象由硫化氫引起。碳鋼設(shè)備中往往是由于 HP 烷基化腐蝕導(dǎo)致的。這種金屬材料的腐蝕現(xiàn)象會給煉制過程造成嚴(yán)重影響，為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，我們應(yīng)對其腐蝕介質(zhì)與腐蝕設(shè)備材料進(jìn)行研究，減少腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，使石油煉制過程更加高效。

2 常見的腐蝕原因

2.1 設(shè)備材料的原因

設(shè)備制備的過程中采用的原材料質(zhì)量不高或材料加工工藝水平不高，導(dǎo)致石油化工設(shè)備材料抗腐蝕性能不強(qiáng);在設(shè)備或部件的運(yùn)輸、存儲過程中，因技術(shù)或環(huán)境不當(dāng)導(dǎo)致設(shè)備材料發(fā)生腐蝕。在設(shè)備制備、采購、運(yùn)輸、儲存的過程中，因質(zhì)量管理或技術(shù)管理不合格均容易導(dǎo)致設(shè)備腐蝕。

2.2 設(shè)備接觸介質(zhì)的原因

石油化工生產(chǎn)工藝中的原料、過程中間產(chǎn)物中很多具有較強(qiáng)的化學(xué)活性，還有部分具有較強(qiáng)的揮發(fā)性?；瘜W(xué)活性強(qiáng)的介質(zhì)在接觸設(shè)備表面的過程中一旦遇到裂縫、點(diǎn)坑等缺陷，極容易引發(fā)腐蝕反應(yīng)。如原油中含有較大濃度的氯化鈣、氯化鎂等無機(jī)鹽時(shí)，在生產(chǎn)加工的過程中，這些無機(jī)鹽在水環(huán)境和一定的溫度條件下極容易發(fā)生水解反應(yīng)，繼而生成鹽酸，為設(shè)備腐蝕反應(yīng)創(chuàng)建了條件。在蒸餾過程中，石油中的硫化物和鹽酸在較高的溫度條件下發(fā)生分解反應(yīng)，生成硫化氫，隨著原油組分中密度較小的物質(zhì)進(jìn)入到分餾塔頂部和冷凝系統(tǒng)中，使冷凝設(shè)備發(fā)生腐蝕。原油中含有的硫化物在高溫條件下經(jīng)過催化裂解會生成硫化氫，在這一過程中，原油中的氮化物也會被裂解，有一部分會轉(zhuǎn)化為氨，還有一部分會轉(zhuǎn)化為氰化氫。當(dāng)催化原料中的氮含量超過 0.1%時(shí)，催化裂解產(chǎn)生的氰化氫含量較高，氰根離子濃度超過 500 mg/kg 時(shí)，會導(dǎo)致催化裂解設(shè)備腐蝕加重。腐蝕的類型既包括應(yīng)力腐蝕、氫鼓泡、穿孔等局部腐蝕，還包括設(shè)備厚度減薄的均勻腐蝕。設(shè)備在硫化氫水環(huán)境中發(fā)生腐蝕現(xiàn)象的主要反應(yīng)式如下：

設(shè)備在硫化氫和氰化氫水環(huán)境中發(fā)生腐蝕現(xiàn)象的主要反應(yīng)式如下：

另外，設(shè)備內(nèi)部氣體或液體等介質(zhì)的運(yùn)動速度也會對設(shè)備腐蝕造成影響。一般情況下，內(nèi)部介質(zhì)運(yùn)動速度越快，腐蝕現(xiàn)象越嚴(yán)重，腐蝕程度較深。這也說明，石油化工生產(chǎn)工藝參數(shù)對設(shè)備腐蝕有不容忽視的影響。

3 石油化工設(shè)備的防腐措施

石油化工設(shè)備的腐蝕情況十分復(fù)雜，化工材料、設(shè)備環(huán)境和介質(zhì)條件等因素是設(shè)備發(fā)生腐蝕的直接或間接原因，不同條件環(huán)境下造成的腐蝕所采用的防腐措施也不盡相同。

3.1 優(yōu)選設(shè)備材料

從石油化工設(shè)備自身材料質(zhì)量入手，結(jié)合石油化工生產(chǎn)環(huán)境及工藝情況，對設(shè)備材料的性能尤其是防腐蝕性能進(jìn)行合理評估，從多種材料中選擇抗腐蝕性能強(qiáng)的材料。石油化工設(shè)備制備環(huán)節(jié)、采購環(huán)節(jié)應(yīng)嚴(yán)格做好設(shè)備材料的質(zhì)量管理工作，根據(jù)相關(guān)的文件要求對材料進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，確保石油化工設(shè)備材料符合企業(yè)生產(chǎn)過程中對防腐性能的實(shí)際要求。

3.2 提高設(shè)備防腐蝕技術(shù)

對石油化工生產(chǎn)過程中強(qiáng)酸堿、高溫高壓等生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)制定專門的設(shè)備防腐技術(shù)，如在設(shè)備與介質(zhì)接觸并容易發(fā)生腐蝕反應(yīng)的表面，除了選擇合理的設(shè)備材料之外，通過采用防腐涂層設(shè)計(jì)來進(jìn)一步增強(qiáng)設(shè)備與介質(zhì)接觸表面的防腐性能。通過采用防腐涂層設(shè)計(jì)，在設(shè)備表面起到隔離屏蔽介質(zhì)的效果，對設(shè)備表面進(jìn)行防護(hù)?？茖W(xué)選擇防腐涂層，涂層材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，不能與設(shè)備材料發(fā)生反應(yīng)，而且涂層材料也不能與介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。通過設(shè)計(jì)防腐涂層提升設(shè)備表面的防腐性能。結(jié)合生產(chǎn)工藝及技術(shù)要求，科學(xué)選擇防腐蝕藥劑，加強(qiáng)防腐蝕藥劑的質(zhì)量檢驗(yàn)工作，避免不合格藥劑進(jìn)入到生產(chǎn)裝置。

3.3 完善設(shè)備防腐蝕監(jiān)測制度

對生產(chǎn)工藝系統(tǒng)中容易發(fā)生腐蝕、容易造成嚴(yán)重安全事故的設(shè)備，建立定期監(jiān)測腐蝕制度，在設(shè)備容易發(fā)生腐蝕的部位設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行定期檢測。設(shè)備管理部門應(yīng)根據(jù)設(shè)備腐蝕監(jiān)測的具體方案和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建立設(shè)備腐蝕監(jiān)測臺賬，及時(shí)收集設(shè)備腐蝕監(jiān)測數(shù)據(jù)，完善設(shè)備腐蝕監(jiān)測數(shù)據(jù)庫。通過對設(shè)備腐蝕數(shù)據(jù)的分析研究，得到設(shè)備腐蝕速率，制定和優(yōu)化設(shè)備防腐蝕策略。根據(jù)石油化工生產(chǎn)工藝特點(diǎn)和規(guī)律，對生產(chǎn)物料或過程中間產(chǎn)物中具有腐蝕性的介質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的參數(shù)監(jiān)測，定期分析介質(zhì)參數(shù)，科學(xué)控制生產(chǎn)工藝中腐蝕性介質(zhì)的含量。對生產(chǎn)工藝中能夠反映設(shè)備腐蝕程度的參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和整理、定期分析，不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝條件。

3.4 提高工作人員的防腐意識

加強(qiáng)設(shè)備防腐思想教育工作，提高工作人員的防腐意識。根據(jù)生產(chǎn)部門制定的裝置設(shè)備工藝技術(shù)文件、設(shè)備操作規(guī)程和操作方法，嚴(yán)格規(guī)范日常作業(yè)行為，避免因人為因素導(dǎo)致腐蝕現(xiàn)象加重。將防腐蝕檢查納入到業(yè)績考核指標(biāo)中，提高全體工作人員的防腐蝕意識和工作責(zé)任心，將防腐蝕的思想融入到崗位工作中。

結(jié)束語

綜上所述，設(shè)備腐蝕是石油化工企業(yè)不可避免的問題，企業(yè)應(yīng)建立系統(tǒng)的設(shè)備防腐管理體系。通過完善設(shè)備防腐監(jiān)測制度，提高全員防腐思想意識，鼓勵防腐技術(shù)鉆研創(chuàng)新，優(yōu)化生產(chǎn)工藝參數(shù)，不斷提升石油化工設(shè)備的防腐性能，為生產(chǎn)安全和效益提供可靠保障。

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