煉油廠加氫裝置設(shè)備的防腐措施研究

牛婷

潞安化工集團(tuán)王莊煤礦 山西 長治 046031

煉油廠發(fā)展中，作為以煉油為主要任務(wù)的工業(yè)場所，煉油廠的重要性不斷提升。加氫裝置作為煉油廠重要設(shè)備之一，關(guān)系到煉油廠的煉油質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益。而且隨著煉油廠規(guī)模的擴(kuò)大，加氫裝置的任務(wù)量不斷增長，會受到各種外界因素的影響。此背景下，煉油廠中的加氫裝置就承擔(dān)很大的壓力，很容易受到各種外界因素影響出現(xiàn)腐蝕問題，影響煉油廠功能的發(fā)揮。就需要煉油廠的管理人員加強(qiáng)對加氫裝置防腐的重視，通過材料選擇、涂層設(shè)計(jì)以及及時養(yǎng)護(hù)等手段，對腐蝕狀況進(jìn)行預(yù)防以及治理，以保證其功能的發(fā)揮。本文就從煉油廠入手，淺談其腐蝕類型以及成因，并且針對性地制定解決策略。

1 煉油廠加氫裝置概述

煉油廠的加氫裝置是一種重要的工藝設(shè)備，用于將石油原料中的不飽和化合物轉(zhuǎn)化為飽和化合物。加氫裝置主要通過在高壓下將氫氣與石油原料進(jìn)行反應(yīng)，使得石油中的硫、氮和芳烴等不穩(wěn)定物質(zhì)發(fā)生加氫反應(yīng)，生成較為穩(wěn)定的飽和化合物。現(xiàn)階段煉油廠的加氫裝置主要有反應(yīng)器、加氫催化劑、氫氣供應(yīng)系統(tǒng)、熱交換器以及分離裝置等組成，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，而且技術(shù)性很強(qiáng)。而且，煉油廠的加氫裝置在石油加工過程中起著至關(guān)重要的作用，能夠提高產(chǎn)物的質(zhì)量和價值，并減少對環(huán)境的污染。

2 加氫裝置腐蝕原理

煉油廠的加氫裝置在運(yùn)行過程中可能會遇到腐蝕問題。由于加氫過程通常在高溫高壓條件下進(jìn)行，并使用強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)如酸性介質(zhì)和硫化物催化劑，這些因素都會導(dǎo)致加氫裝置受到腐蝕的影響。現(xiàn)階段煉油廠加氫裝置的腐蝕主要體現(xiàn)在以下幾個方面。首先是金屬腐蝕，加氫裝置內(nèi)部的金屬材料可能受到酸性介質(zhì)和硫化物的腐蝕作用。常見的金屬腐蝕類型有腐蝕開裂、點(diǎn)蝕腐蝕和晶間腐蝕等；其次是催化劑失活，加氫催化劑可能會因與反應(yīng)物質(zhì)接觸而發(fā)生腐蝕，導(dǎo)致其活性降低或失活。催化劑失活將影響加氫反應(yīng)的效率和產(chǎn)物質(zhì)量；然后是腐蝕產(chǎn)物積聚，在加氫裝置內(nèi)部，腐蝕產(chǎn)物可能會積聚并形成附著物，稱為垢。垢的積聚會導(dǎo)致熱交換器、管道和反應(yīng)器等部件的流動阻力增加，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。這些狀況的存在很大程度上制約加氫裝置功能的發(fā)揮，甚至產(chǎn)生安全隱患，需要相關(guān)人員結(jié)合實(shí)際對腐蝕狀況進(jìn)行治理。

3 煉油廠加氫裝置腐蝕問題的成因

煉油廠加氫裝置腐蝕問題的成因可以歸結(jié)為以下幾個方面：

一是化學(xué)環(huán)境影響，加氫裝置中常常存在酸性介質(zhì)、硫化物等強(qiáng)腐蝕性化學(xué)物質(zhì)。這些物質(zhì)與金屬材料接觸，會引發(fā)電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致金屬的腐蝕；

二是溫度和壓力的影響，加氫反應(yīng)通常在高溫高壓條件下進(jìn)行，這樣的工作環(huán)境會加速腐蝕過程。高溫會加劇腐蝕速率，而高壓則可能造成應(yīng)力腐蝕和腐蝕開裂等問題；

三是氣體和液體相互作用，在加氫裝置中，氣體和液體經(jīng)常相互接觸，特別是在界面處，可能形成電池（即電化學(xué)元件），加速金屬的腐蝕；此外還有不均勻地流動，加氫裝置中液體和氣體的流動通常是不均勻的，導(dǎo)致腐蝕擴(kuò)散不均勻[1]。這可能導(dǎo)致金屬表面局部腐蝕，例如點(diǎn)蝕腐蝕。

實(shí)際治理環(huán)節(jié)，工作人員就需要深入分析腐蝕的具體原因，并且結(jié)合實(shí)際發(fā)展的需要合理選擇防腐技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加氫裝置的防腐處理。

4 煉油廠加氫裝置設(shè)備的防腐措施

4.1 材料選擇

在煉油廠加氫裝置的防腐方面，材料選擇發(fā)揮至關(guān)重要的作用，要求管理人員結(jié)合煉油廠生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行合理的材料選擇。首先是不銹鋼材料，不銹鋼具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，在廣泛的化學(xué)環(huán)境中表現(xiàn)出色。常用的不銹鋼材料包括304、316等級，它們含有控制量的鉻、鎳和鉬等合金元素，具備抗腐蝕、耐高溫和耐壓的特點(diǎn)；其次是鎳基合金（Nickel-based Alloys），鎳基合金是一類高強(qiáng)度、耐腐蝕性好的材料，在高溫、高壓和腐蝕性介質(zhì)下表現(xiàn)出色。常見的鎳基合金包括Inconel600、Incoloy800等，它們適用于各種酸性、堿性和氧化性環(huán)境；然后是鈦合金（Titanium Alloys），鈦合金具有低密度、優(yōu)異的耐腐蝕性和高溫強(qiáng)度，是一種理想的防腐材料。它在硫酸、鹽酸、氯化物等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中表現(xiàn)出色，適用于煉油廠加氫裝置中的高溫高壓條件；還可以選擇高合金鋼（High Alloy Steels），高合金鋼包括諸如合金鋼、耐熱鋼等，具有較高的耐腐蝕性和抗熱性能。它們在高溫、高壓和酸堿介質(zhì)中表現(xiàn)出色，常應(yīng)用于煉油廠加氫裝置的關(guān)鍵部位。此外，根據(jù)具體工藝和介質(zhì)條件，還可以考慮其他一些特殊材料，如銅合金、塑料等，以滿足不同的防腐需求[2]。在材料選擇時，需要綜合考慮介質(zhì)的成分、溫度、壓力、流速等因素，并參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行評估。同時，使用經(jīng)過認(rèn)證的供應(yīng)商提供的材料，以確保其質(zhì)量和性能符合要求。

4.2 表面涂層技術(shù)的運(yùn)用

表面涂層也是設(shè)備防腐的關(guān)鍵技術(shù)，需要技術(shù)人員根據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況以及腐蝕的成因合理運(yùn)用涂層技術(shù)。首先是高溫耐蝕涂層，對于高溫、高壓和腐蝕性介質(zhì)環(huán)境下的加氫裝置，可以選擇高溫耐蝕涂層。這些涂層通?；谔沾刹牧匣蚝辖鸱勰⑼ㄟ^燒結(jié)、噴涂等方法施工。它們具有出色的耐腐蝕性能和高溫穩(wěn)定性，能夠有效防止金屬被腐蝕；其次是聚合物涂層，聚合物涂層是一種常見的防腐涂層，適用于許多化學(xué)環(huán)境下的加氫裝置。聚合物涂層通常采用有機(jī)樹脂作為基材，可形成堅(jiān)固地保護(hù)層，有效隔離金屬與腐蝕介質(zhì)之間的接觸。常見的聚合物涂層包括環(huán)氧樹脂、聚氨酯等；然后是陶瓷涂層，陶瓷涂層以其出色的耐腐蝕性和高溫穩(wěn)定性而聞名。它們通常由陶瓷粉末和有機(jī)材料構(gòu)成，通過噴涂或燒結(jié)等方法施工。陶瓷涂層能夠在極端的腐蝕環(huán)境中提供優(yōu)異的保護(hù)，并具備耐高溫、耐磨損等優(yōu)良特性；此外還有金屬涂層，金屬涂層是將金屬材料以涂覆形式施加到金屬基體上，形成一層保護(hù)層。常見的金屬涂層包括鍍鋅、鍍鎳、鍍鉻、鍍鈷等。金屬涂層能夠提供優(yōu)異的防腐性能，并能夠修補(bǔ)和再生。使用適當(dāng)?shù)谋砻嫱繉蛹夹g(shù)可以提供有效的防腐保護(hù)，延長加氫裝置的使用壽命。在選擇涂層技術(shù)時，需要考慮介質(zhì)的腐蝕性、溫度、壓力等因素，并確保涂層與基材的相容性和穩(wěn)定性[3]。此外，涂層的施工質(zhì)量和涂層厚度的控制也是關(guān)鍵因素，需要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求。

4.3 腐蝕抑制劑的運(yùn)用

在煉油廠加氫裝置的防腐領(lǐng)域，使用腐蝕抑制劑是一種常見的方法，可以通過化學(xué)手段實(shí)現(xiàn)防腐，需要技術(shù)人員合理選擇抑制劑。一是緩蝕劑，緩蝕劑是一種可以降低金屬腐蝕速率的化學(xué)物質(zhì)。它們通過吸附于金屬表面或形成保護(hù)性膜來抑制腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行。常見的緩蝕劑包括硝酸鹽、磷酸鹽、有機(jī)胺等。緩蝕劑通常通過加入介質(zhì)中或者噴涂到金屬表面來起到防腐作用；二是緩蝕劑添加劑，在一些特殊情況下，可以在介質(zhì)中添加緩蝕劑添加劑，以提高介質(zhì)的防腐性能。這些添加劑通常具有良好的緩蝕性能，可與介質(zhì)中的金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成有保護(hù)作用的膜層。添加劑的選擇需要綜合考慮介質(zhì)成分、溫度、壓力等因素，并根據(jù)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估和試驗(yàn)；三是環(huán)境調(diào)節(jié)劑，煉油廠加氫裝置中的腐蝕往往與介質(zhì)中的環(huán)境條件密切相關(guān)。因此，通過控制環(huán)境條件來抑制腐蝕也是一種有效的方法[4]。例如，調(diào)節(jié)介質(zhì)的酸堿度、氧含量、濕度等，以降低對金屬的腐蝕性。使用腐蝕抑制劑需要根據(jù)具體情況選擇合適的劑型和使用方法，并遵循相關(guān)的操作規(guī)程和安全要求。此外，定期地監(jiān)測和維護(hù)也是確保腐蝕抑制劑持續(xù)有效的關(guān)鍵。

4.4 環(huán)境控制及巡檢

加氫裝置作業(yè)環(huán)節(jié)，外界環(huán)境以及施工技術(shù)會對腐蝕狀況產(chǎn)生影響，需要相關(guān)人員進(jìn)行深入分析。首先是溫度控制，控制加氫裝置的溫度有助于減緩腐蝕速率。高溫環(huán)境通常會加速腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行，因此需要盡量控制溫度在金屬和介質(zhì)的腐蝕極限之下。這可以通過合理設(shè)計(jì)和選擇合適的隔熱材料來實(shí)現(xiàn)，以減少熱量傳導(dǎo)和輻射；其次是壓力控制，合理控制加氫裝置的壓力也是防腐的重要措施之一。過高的壓力可能導(dǎo)致金屬受力過大，容易引發(fā)腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂等問題。因此，需要根據(jù)工藝要求和設(shè)備承壓能力，合理設(shè)定和控制加氫裝置的壓力范圍；然后是定期檢查和維護(hù)，定期對加氫裝置進(jìn)行檢查、測試和維護(hù)是防腐的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。檢測腐蝕程度，修復(fù)或更換受損的部件，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。此外，及時清理和處理介質(zhì)中的雜質(zhì)和腐蝕產(chǎn)物也是重要的措施[5]。通過合理的溫度和壓力控制和定期維護(hù)，可以有效減緩加氫裝置的腐蝕速率，確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。需要注意的是，具體的溫度和壓力控制策略需要根據(jù)具體設(shè)備的工藝參數(shù)和設(shè)計(jì)要求來確定，并符合相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

5 結(jié)束語

綜上所述，為提高煉油廠在煉油過程中加氫裝置設(shè)備的使用效率，必須不斷加強(qiáng)相應(yīng)的監(jiān)督和管控，尤其是在開停工的過程中也應(yīng)該做好管理工作，并且要保證能夠?qū)σ呀?jīng)腐蝕的加氫裝置設(shè)備采取合理的檢修和應(yīng)急搶修措施，這樣才能提高加氫裝置設(shè)備的使用效率，為煉油廠的經(jīng)濟(jì)效益提升奠定基礎(chǔ)。