白海濤，李英文，佟敏增（濟(jì)寧辰光煤化有限公司，山東 濟(jì)寧 272000）

煤焦油加工腐蝕機理及防腐技術(shù)探討

白海濤，李英文，佟敏增
（濟(jì)寧辰光煤化有限公司，山東 濟(jì)寧 272000）

隨著石油資源需求的不斷增加，由于對煤焦油進(jìn)行處理可以產(chǎn)生汽油和柴油，因此人們對煤焦油的重視程度越來越高。在煤焦油加工的過程中，常常會出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，本文從煤焦油加工的腐蝕機理入手，對有效的防腐技術(shù)進(jìn)行研究。

煤焦油加工；腐蝕機理；防腐技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.024

0　前言

煤焦油中的成分極其復(fù)雜。隨著石油資源的短缺程度的增加，人們對加工處理后可以得到汽油和柴油的煤焦油的加工越來越重視。在煤焦油的加工過程中，腐蝕問題是占據(jù)了主要的地位，為了提升煤焦油的加工效率和加工質(zhì)量，需要采取有效的防腐技術(shù)解決煤焦油加工中的腐蝕問題。

1　煤焦油加工腐蝕機理

煤焦油加工中的腐蝕機理主要包括以下三種：

1.1由碳粉和高速流體引發(fā)的煤焦油加工沖擊腐蝕

就煤焦油加工部件的彎頭部位而言，介質(zhì)在這種位置的流速會發(fā)生顯著提升，這種流速的顯著提升會促進(jìn)湍流的形成，進(jìn)而引發(fā)部件的腐蝕。湍流的產(chǎn)生不僅會對腐蝕作用產(chǎn)生一定的促進(jìn)作用，還能使煤焦油加工中的金屬設(shè)備或部件受到較大的流體切應(yīng)力。這種流體切應(yīng)力通過對已腐蝕部位的切除，使得腐蝕作用發(fā)生在金屬的其他部位，也就是說，流體切應(yīng)力的產(chǎn)生對腐蝕現(xiàn)象范圍的擴(kuò)大產(chǎn)生了一定的促進(jìn)作用［1］。

1.2由水和銨鹽引發(fā)的煤焦油加工電化學(xué)腐蝕

當(dāng)煤焦油加工中的金屬設(shè)備或部件等長期處于電解質(zhì)溶液中，金屬材料會發(fā)生電極反應(yīng)，電極反應(yīng)的發(fā)生會引發(fā)腐蝕現(xiàn)象。當(dāng)煤焦油加工中的金屬設(shè)備或金屬部件發(fā)生氧化反應(yīng)之后，會形成金屬氧化物和金屬離子。在煤焦油的生產(chǎn)過程中，會用到氨水，氨水中存在著一定含量的銨鹽，銨鹽中主要包含著氯化銨、硫氫化銨等。當(dāng)這些銨鹽進(jìn)入蒸餾系統(tǒng)之后，這些銨鹽會與煤焦油中的水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CN-、H3O+等離子，在金屬材料發(fā)生電極反應(yīng)的過程中，這些離子能夠?qū)﹄姌O反應(yīng)產(chǎn)生催化作用，進(jìn)而加速腐蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生。在煤焦油的加工過程中，只要煤焦油中含有一點水分，電化學(xué)腐蝕作用就會發(fā)生，因此，由銨鹽和水引發(fā)的腐蝕問題很難控制［2］。

1.3由銨鹽分解過程中產(chǎn)生的游離酸引發(fā)的煤焦油加工化學(xué)腐蝕

在煤焦油的脫水處理中，仍然包含著銨鹽的成分。當(dāng)溫度達(dá)到220攝氏度-250攝氏度之間時，銨鹽會在溫度的作用下分解成氨氣和游離酸。如果煤焦油中的水分沒有處理干凈，這些游離酸就會與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而對煤焦油加工設(shè)備產(chǎn)生較強的腐蝕作用。

2　解決煤焦油加工腐蝕問題的防腐技術(shù)

腐蝕現(xiàn)象給煤焦油加工帶來了極大的影響，因此應(yīng)該采取有效的防腐技術(shù)，防止煤焦油加工過程中腐蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生。有效解決煤焦油加工過程中腐蝕問題的防腐技術(shù)主要包含以下幾方面：

2.1對煤焦油原料進(jìn)行有效處理以達(dá)到防腐目的

對煤焦油原料的處理主要包括以下兩部分：

2.1.1對煤焦油進(jìn)行脫鹽和脫水處理

就煤焦油的脫鹽處理而言，需要在原材料中加入氯含量較低的水分，這種做法能夠有效溶解原材料中的結(jié)晶鹽，進(jìn)而產(chǎn)生形的乳狀液。當(dāng)乳狀液產(chǎn)生之后，需要運用一定的方法將原材料中的小水滴聚集到一起，并結(jié)合不同的破乳方法的使用。溶液密度的不同會使溶液出現(xiàn)分層現(xiàn)象，水的密度比焦油小，水在上層。就煤焦油的脫水處理而言，脫水對象包含以下三種：第一，溶解水，水是以分子的狀態(tài)存在與有機化合物中的，因此溶解水的脫水難度較高；第二，懸浮水，與溶解水相比，懸浮水的脫水難度較低；第三，乳化水，乳化水是在煤焦油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，在這個過程中，需要對原材料進(jìn)行必要的攪動處理，由于煤焦油中含有一定含量的乳化劑，這些乳化劑會逐漸形成油包水型的入樁液。入樁液的特點是穩(wěn)定性較高，因此，對其進(jìn)行脫水處理的難度也較高。通過這三種不同的脫水對象可以看出，脫水工作的重點是分離和破乳，因此，脫水處理與脫鹽處理具有一定的共通之處，因此這兩種處理方式應(yīng)該同時進(jìn)行。就煤焦油而言，它具有乳化性高、粘性大以及比重大的特點，這些特點為煤焦油的脫水、脫鹽工作增加了難度［3］。

2.1.2降低煤焦油中銨鹽和水的含量

煤焦油中能夠引發(fā)腐蝕問題的因素包含硫氫化銨、氯化銨以及硫酸銨等。這些銨鹽有一個共同的特點，它們都具有可溶性，因此，為了降低煤焦油中銨鹽的含量，可以通過降低煤焦油中水的含量來實現(xiàn)。通常情況下，在煤焦油加工過程中，人們會運用超離法對煤焦油進(jìn)行處理，超離能夠?qū)⒚航褂椭械慕褂驮退秩コ?，超離結(jié)束之后，可以將煤焦油加熱，進(jìn)行精致脫水處理，這種做法能夠使煤焦油中的水含量保持在2%以下。當(dāng)煤焦油中水的含量被有效控制之后，銨鹽的含量也得到了有效控制，進(jìn)而減少腐蝕問題的發(fā)生。這種處理方法無法將能夠引發(fā)腐蝕問題的因素全部取出，因此，這種方法只能延遲腐蝕問題的發(fā)生時間，并不能完全杜絕腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2運用加堿中和技術(shù)解決腐蝕問題

目前，煤焦油加工中使用率較高的防腐技術(shù)是在煤焦油中加入碳酸鈉，碳酸鈉會與氯化銨發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成穩(wěn)定性較高的鈉鹽。對煤焦油加工系統(tǒng)進(jìn)行加堿處理之后，腐蝕程度被大大減輕。與其他防腐技術(shù)相比，加堿中和防腐技術(shù)具有便于操作的優(yōu)點，但運用這種技術(shù)進(jìn)行防腐也存在著一定的缺點。當(dāng)加入適量的堿性物質(zhì)之后，化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的鈉鹽會留在瀝青中，這會導(dǎo)致瀝青中鈉離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)發(fā)生顯著增加，鈉離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化會對煤焦油加工所產(chǎn)生的瀝青的質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，進(jìn)而為煤焦油加工企業(yè)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。

3　結(jié)論

腐蝕現(xiàn)象會對煤焦油加工的速率和質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。在煤焦油加工過程中，腐蝕問題主要是由碳粉和高速流體、水和銨鹽以及銨鹽分解過程中產(chǎn)生的游離酸引發(fā)的。為了解決煤焦油加工中的腐蝕問題，需要對煤焦油進(jìn)行脫鹽和脫水處理以及運用加堿中和防腐技術(shù)有效避免或減少腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

［1］衛(wèi)江.煤焦油加工腐蝕機理及防腐技術(shù)探討［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（22）：37.

［2］郜維棟.煤焦油處理裝置腐蝕失效分析與研究［D］.天津大學(xué)，2013.

［3］魏忠勛，王宗賢，甄凡瑜，張金義.國內(nèi)高溫煤焦油加工工藝發(fā)展研究［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2013（04）：114-118+123.

白海濤（1986-），男，山東濟(jì)寧人，研究方向：煤焦油深加工。