关于石油炼制设备腐蚀的防治措施

(整期优先)网络出版时间:2021-11-16
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关于石油炼制设备腐蚀的防治措施

邢连栋

中石化股份有限公司天津分公司 天津 300270

摘要:近年来,随着社会的发展,各行各业不断发展,石油已经成为我国工业发展中的主要能源,更是促进经济稳定发展的基础。石油提炼过程是比较复杂的,其中的各种化工产品会腐蚀相关的设备。因此,在新时期,需要对石油炼制设备腐蚀控制措施进行分析,然后结合其中的材料性能和防腐内容,完善控制和防护方案。

关键词:石油炼制;设备;腐蚀;防治措施

引言

石油炼制企业出现设备腐蚀问题的几率是比较高的,需要引起高度重视并加大解决对策。若是设备出现腐蚀,会影响其使用年限和功能,甚至会造成人身伤亡,不利于企业发展。因此,石油炼制企业要根据腐蚀产生的原因,采取有效的应对措施,并且还需要分析总结经验,采用先进的防腐技术,才能保证生产的安全运行,从而实现石油炼制企业的长远发展。

1石油炼制设备腐蚀的原因

1.1炼油装置腐蚀

为了促进石油炼化企业在社会中的持续发展,对国内原油现状进行了分析,在原油加工中出现了比较明显的问题,这会导致原油腐蚀程度不断增加。同时,国内的各大炼化企业原油一般包括大庆原油、吐哈原油和青海原油等产出的原油,但是相关企业并没有对各地区油品进行合理化应用,并且受到原油差异化腐蚀作用的影响,装置设备的实际腐蚀情况比较严重,如果不对其进行有效处理,就会加剧腐蚀程度。

1.2设备自身的原因

一般来说,石油炼制设备材料会造成腐蚀问题的产生,尤其是金属设备更容易出现腐蚀。石油炼制设备材料主要是金属材质的,同时不同金属材质产生腐蚀的情况也不一样。然而在实际生产中,我国大部分石油炼制企业为追求经济效益,往往采购便宜的材料,这些材料晶粒直径较大,没有抗腐蚀性。因此,使用这些材料构成的设备往往工作效率不高,且设备的使用年限短,加之员工无法有效管理这些设备,会产生腐蚀现象。除此之外,对设备的管理不当,也会造成腐蚀问题。这是因为生产设备类型多种多样,且每种类型都有其相应的材料,同时这些材料也比较复杂,管理起来比较难。石油炼制设备的结构设计也会对其腐蚀产生影响,若是结构设计不恰当,无法确保设备结构的刚度、强度和承受力,这样在生产中,会腐蚀设备。

1.3腐蚀气体液体流动的速度造成腐蚀

在石油的生产过程之中,对于液体和气体的流动速度,也会造成设备的腐蚀。因为无论是在其中加入的一些腐蚀性化学药品,还是石油自身携带的,在一定条件二者发生化学反应之后,就会散发出一些特殊的物体,也是含有很强的腐蚀性和污染性,但是这样的气体不在少数,当他们散发出来时,遇到设备上的铁质材料就会发生腐蚀现象,如果流动的速度过快,腐蚀材料的面积以及速度就会更大,这就说明产生的气体和液体之间,腐蚀性能非常大,这就需要该材料具有强大的防腐蚀性能,能够通过自身的用料,降低腐蚀性。

1.4生产化学反应

石油炼制设备在生产加工中会接触不同的介质,也会出现各种化学反应。尤其是接触的酸碱介质,会直接与设备的金属材质发生反应。生产中添加的材料与试剂,会互相发生剧烈的化学反应,适当大量的高温气体与热量,与设备的金属材质发生氧化反应后,会对设备产生不同程度的侵蚀影响。除生产环境对设备腐蚀外,长期储存的腐蚀性气体或化工溶液及金属粒子等介质,也会影响设备的防腐蚀性。虽然部分溶液的初始金属反应不会很强烈,但随着设备内温度或压力等条件的变化,会逐渐与金属产生氧化还原反应,对设备表面产生不同程度的侵蚀。生产设备的应用环境与接触的介质不同,受到的侵蚀影响与腐蚀变化进度等方面也存在差异。

1.5机械设备外部发生腐蚀的原因

石油炼制机械设备外部发生腐蚀的原因,主要有两个,即化学因素、物理因素。其中化学因素的影响,主要是在机械设备在生产加工的过程中,由于工艺的应用存在一定的不完善,或者是生产的细节没有有效的防控,造成机械设备中的金属使用存在杂质的现象。其中杂质的含量与发生腐蚀的现象存在正比的关系。杂质越少,发生腐蚀的现象越小。但是在实际的机械设备应用中,设备中存在杂质的现象非常普遍,造成设备很容易发生腐蚀问题,其自身的抗腐蚀能力很弱,受到周围环境的影响作用较大。比如在温度较高的石油炼制生产过程中,金属杂质会与金属发生化学反应,温度越高,反应越激烈,造成的腐蚀问题也更加严重。物理因素的影响,也是造成设备发生腐蚀的主要原因。机械设备的应用中,需要与流动性的液体接触,而这些液体的性质、流动的速度、接触的面积都是影响设备发生腐蚀的主要原因。比如在机械设备中的液体流动速度很快,在设备表面防护的作用中,保护膜很容易被冲刷,造成在后续的设备运行中,发生腐蚀的问题。另外,在外界应力的作用中,保护膜的作用不断下降,进而也会造成机械设备的腐蚀问题发生。

2石油炼制设备腐蚀的防治措施

2.1实现材料的升级

相关的炼化企业在对炼油装置低温部位进行处理时,需要积极借助碳钢,然后实现对工艺的升级,从此角度出发,通过09Cr2AlMoRe系列不锈钢等材料的合理应用,强化设备结构的稳定性。大部分企业还需要采用复合板内衬方法,对其进行生产和加工,还要综合考虑到炼化生产。部分管线的温度还需要高于220℃,其属于高温部位,如果不对温度进行合理化控制,这种温度变化就会对原油性能带来影响。如,长庆油等低硫低酸原油中的高温系统在实际的运行中,一般会采用碳钢等材料,需要对腐蚀问题进行整合,然后实现对材料的升级,积极采用300系列的不锈钢等材料,强化生产设备运行的安全性。技术人员还需要注意化工装置方面中的问题,需要考虑相关工艺的操作,提高介质流体的高稳定性,实现对装置介质的升级,预防其腐蚀性对石油炼化企业发展的影响,合理选择碳钢材料,然后借助工艺不同的防腐材料和方式,完善石油炼化生产流程。

2.2提高设备的防腐蚀性能

要想提高设备的防腐蚀性能,可以从其设计环节开始着手,根据设备腐蚀产生的原因和类型,对设计进行调整,实现其合理性,从而提高防腐蚀性能。总得来说,设备材料结构要实现质地均匀,设备表面腐蚀的速度下降。对于生产过程中的高温高压、强酸碱等生产工艺环节,需要使用特殊的设备防腐技术,如在设备与介质接触并容易发生腐蚀反应的表面,采用恰当的设备材料,还可以设计防腐涂层,这样能够隔离屏蔽介质,保护设备的表面。对于防腐涂层,还需要选择科学合理的涂层,其材料的化学性质要稳定,切不可和设备材料发生反应,同时也不能和介质出现反应。另外,根据生产工艺和技术要求,选择合理的防腐蚀药剂,并且要确保药剂质量合格,切不可使用不合格的试剂。

2.3使用“一脱四注”的防腐技术

针对石油炼制设备的防腐问题,可以使用原油脱盐的方式,在原油里面注入少许的盐,通过与水的分解作用,产生氯化氢的气体。进而形成HC₁-H₂S-H₂O的腐蚀介质,出现常压塔顶塔盘、冷凝系统的腐蚀问题。在原油脱完盐之后,减少在生产过程中的氯化氢,以此达到防腐的效果。另外,可以进行“四注”。在生产的过程中,向设备内部注入碱、氨、碱性水以及注缓蚀剂。在进行注碱的工作时,工作人员是利用之前原油留下的MgCl₂、CaCl₂,将其转化为NaCl,这种化学物质的产生,不容易在水中产生分解,所以,HC₁气体逐渐减少,致使氯化氢的减少,有效保障设备出现盐腐蚀的问题。在注碱工作完成后,工作人员可以发现在冷凝系统中仍然会存在部分的氯化氢成分,进而出现腐蚀问题。针对这种问题,可以进行注氨,通过水蒸气冷凝成水,将氨与氯化氢气体进行有效地融合,产生氯化铵气体,防止氯化氢水溶液的出现。氯化铵物质的出现,会导致设备出现堵塞的问题。这时,应该进行注水工作,有效的溶解氯化铵物质,减少氯化铵物质出现沉积的问题。最后,注缓蚀剂。缓蚀剂能够帮助建立模型,并进行有机胺类化合物。这种物质的出现,能够借助化学反应附着在设备的金属层,从而形成一种抗水效果强的保护膜,防止因为水的冲刷出现腐蚀问题,保证设备的质量。

2.4处理环境腐蚀

环境因素对石油炼制设备的腐蚀影响不能忽视,潮湿与高温的环境,或是空气中的无机酸,都会对生产设备的金属材质产生不同程度的影响。针对于环境腐蚀的处理,主要是指去除环境中的氧气或湿气等腐蚀物质。氧气在腐蚀反应中以氧化还原反应为主,可采取脱氧剂去除氧气或在设备表面涂抹防腐剂的方法。潮湿环境可采取各种适用的去湿方法,降低环境对设备的腐蚀影响,以维持设备的防腐蚀性能。石油炼制设备的加工流程复杂且工艺繁琐,易产生各种腐蚀问题,工作人员应当加强注重。严格控制加工环境,避免环境中的水分等因素的腐蚀影响。尤其是加工设备的保存,建议在干燥的环境中保存,合理控制车间的温度与水分,必要时进行干燥及冷却处理,以实现对环境中腐蚀因素的有效规避。

2.5对石油炼制机械设备进行防腐材料涂抹

①涂抹防腐材料之前的准备工作,在机械设备的应用过程中,涂抹防腐材料之前,需要对机械设备的腐蚀现象进行全面的分析。针对设备中存在油液、杂质较多的现象,要及时清理。重点做好设备接缝位置、凹槽位置的清理工作。一般情况,开展的机械设备油污、杂质清理工作,有两种方法。第一种,是对机械化工设备的选择使用,严格质量检查,尽可能选择使用接缝较少、凹槽较少设计的设备,减少后期的工作量。第二种,是在实际生产的过程中,设置专门的工作人员,对机械设备中存在的凹槽、接缝等位置进行定期维护清理,将其中存在的油污、杂质及时清除,减少聚集现象。在做好全面的检查工作之后,可以对机械设备进行防腐材料的涂抹。②涂抹防腐材料的实际操作,首先,在对石油炼制机械设备与腐蚀物质接触的表面,进行防腐材料的涂抹操作中,要结合不同防腐材料自身的使用性能,将机械设备与腐蚀物质之间的接触面进行隔绝处理,减少设备受到的腐蚀影响,保护设备的金属性能,延长设备的使用周期。在进行防腐材料涂抹的过程中,还要注意针对特别容易发生腐蚀的地方,反复多次的涂抹,保证防腐效果。其次,还要对机械设备的运行中,表面的干燥性进行保障。可以使用硫酸作为干燥剂,对机械设备的表面进行有效的防护,减少设备发生腐蚀的现象,但是要注意对硫酸干燥剂的使用数量进行有效控制,并确保人员安全。

2.6注意腐蚀监检测内容和方法

目前,炼油厂的防腐蚀已经成为了重点工作,经常用的腐蚀监检测方式是非常多的,一般有腐蚀挂片、定点测厚和腐蚀介质分析等。因此,在腐蚀监测中,需要注意腐蚀监测的内容和方式,关键在于定点和定人,也就是需要对监测部位进行确定,监测人员也要固定。在腐蚀监测中,需要确定腐蚀发生的位置,找到腐蚀最严重部位,然后对其进行监测,主要目的是使石油炼化工作的顺利进行。

结语

总之,石油炼制设备腐蚀与多因素影响有关,腐蚀问题会缩短设备使用寿命,增加生产成本,甚至会降低生产质量,影响工作人员的人身财产安全。企业应当加强设备腐蚀问题的重视,强化各技术人员与管理人员的责任意识,灵活采用各种先进的防腐方法,切实保障产品质量,确保化工生产活动安全有序展开。以此来预防其他事故对石油炼化中相关设备稳定运行的影响,从而进一步延长设备的使用寿命。

参考文献

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