陳小紅,王永勤
(1.陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司煉化公司;2.陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司延安石油化工廠,陜西 延安 727406)
煉油廠煉油裝置靜設(shè)備主要是指塔器、爐器、儲(chǔ)油罐、換熱器等靜態(tài)設(shè)施設(shè)備,這些設(shè)備不具備運(yùn)動(dòng)器件,在煉油廠正常工作過(guò)程中很少活動(dòng),在石油原油的煉化過(guò)程中,極易因?yàn)樵偷母g作用產(chǎn)生腐蝕。當(dāng)前我國(guó)石油原油進(jìn)口量日漸加大,這更加快了我國(guó)煉油廠煉油裝置靜設(shè)備的腐蝕情況,靜設(shè)備腐蝕時(shí)間縮短,腐蝕程度加劇。因此,煉油裝置靜設(shè)備的腐蝕防護(hù)工作刻不容緩。
由于煉油廠煉油裝置靜設(shè)備眾多,腐蝕覆蓋面較廣,本文選取了幾類設(shè)備的腐蝕情況進(jìn)行介紹。
(1)塔類設(shè)備。煉油廠內(nèi)使用的塔類設(shè)備主要是用來(lái)完成分離或者吸收等物理煉油過(guò)程,實(shí)現(xiàn)原油分離。塔類設(shè)備裝置一般都由鋼材等混合材料組成,在實(shí)際使用過(guò)程中容易產(chǎn)生腐蝕情況,但由于塔類設(shè)備內(nèi)各部分功能的不同,使用材料的不同,最終出現(xiàn)的腐蝕情況也不盡相同。如在蒸餾裝置的常壓塔類設(shè)備中,頂部和上部的腐蝕情況是十分嚴(yán)重的,這類腐蝕主要是點(diǎn)蝕,即腐蝕主要以點(diǎn)的形式集中于常壓塔設(shè)備的某幾處,另外,在常壓塔的原料進(jìn)出口處腐蝕情況也相對(duì)嚴(yán)重,尤其是原料進(jìn)口處,經(jīng)常出現(xiàn)大部腐蝕的情況,這需要煉油廠對(duì)常壓塔進(jìn)行重點(diǎn)腐蝕防護(hù)工作。而像其他塔類設(shè)備,如焦化分餾塔、催化分餾塔內(nèi),其腐蝕因素較少,整體腐蝕情況不嚴(yán)重,但仍存在部分腐蝕的情況,需要進(jìn)行腐蝕防護(hù)。
(2)容器類設(shè)備。煉油廠采用的容器類設(shè)備主要是指存儲(chǔ)原油及其分離產(chǎn)物的一類鋼制儲(chǔ)藏罐,儲(chǔ)油罐是煉油廠原油煉化必不可少的設(shè)備,發(fā)揮著重要的作用。在實(shí)際使用過(guò)程中,在原油及其分離產(chǎn)物的腐蝕作用下,儲(chǔ)油罐容易出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題,而且儲(chǔ)油罐一般都是千萬(wàn)噸級(jí)的型號(hào),一旦儲(chǔ)油罐腐蝕問(wèn)題日趨嚴(yán)重,那么儲(chǔ)油罐破損帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染影響是無(wú)法估量的。一般來(lái)說(shuō),儲(chǔ)油罐的腐蝕主要集中在罐外壁、罐內(nèi)壁和罐底,且腐蝕原因多種多樣,包括化學(xué)腐蝕、原電池腐蝕、細(xì)菌腐蝕等多種腐蝕狀況,其中以化學(xué)腐蝕、原電池腐蝕情況最為嚴(yán)重,需要針對(duì)此類腐蝕加強(qiáng)相關(guān)腐蝕防護(hù)措施,保證儲(chǔ)油罐的正常使用。
(3)冷換類設(shè)備。在煉油廠的生產(chǎn)過(guò)程中,少不了冷換類設(shè)備的參與,冷換類設(shè)備主要是用來(lái)實(shí)現(xiàn)原油分離過(guò)程中的熱量交換,最終達(dá)到原油物質(zhì)互相分離的目的。冷換類設(shè)備不僅包括換熱器,還包括換冷器,但在實(shí)際使用過(guò)程中,腐蝕情況較為嚴(yán)重的是換熱器。換熱器由于需要進(jìn)行物質(zhì)之間的熱量交換,管束半徑較小,與原油等物質(zhì)接觸面較大,且換熱器采用的多為傳熱性能較好的金屬,這就導(dǎo)致?lián)Q熱器在工作過(guò)程中極易受到腐蝕。如原油分離過(guò)程中產(chǎn)生的氫氣、硫化氫、氯化氫等腐蝕性介質(zhì)都會(huì)給換熱器造成較大影響,從而產(chǎn)生腐蝕,而且根據(jù)大量研究事實(shí)表明,換熱器的腐蝕問(wèn)題多是從換熱器內(nèi)部開(kāi)始,換熱器內(nèi)部的管束腐蝕會(huì)造成管束斷裂,從而導(dǎo)致整個(gè)換熱器無(wú)法正常工作。因此,必須加強(qiáng)對(duì)換熱器尤其是換熱器內(nèi)部的腐蝕防護(hù)工作。
(4)管道類設(shè)備。煉油廠管道類設(shè)備是連接各大型設(shè)備的重要介質(zhì),負(fù)責(zé)運(yùn)送傳輸各大型設(shè)備的原料和成品,是原油煉化生產(chǎn)的重要紐帶,其重要性不言而喻。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,一旦管道類設(shè)備出現(xiàn)破損、斷裂等故障,造成的后果往往無(wú)法想象。而且各類輸油管線的事故也一再警醒煉油廠,輸油管道類設(shè)備的故障不僅會(huì)給人員或環(huán)境帶來(lái)直接傷害,更會(huì)衍生出一批更加嚴(yán)重的事故傷害。但是,管道類設(shè)備也是煉油廠中最容易受到腐蝕的設(shè)備,這不僅因?yàn)楣艿李愒O(shè)備管壁較薄,防護(hù)措施不足,更因?yàn)楣艿涝O(shè)備內(nèi)部傳輸?shù)慕橘|(zhì)多種多樣,對(duì)管道設(shè)備造成的傷害也多種多樣,只要管道類設(shè)備的腐蝕防護(hù)措施稍微不到位,就會(huì)留下嚴(yán)重的安全隱患。
根據(jù)對(duì)煉油廠煉油裝置靜設(shè)備的腐蝕情況分析,發(fā)現(xiàn)造成煉油裝置靜設(shè)備腐蝕的原因多種多樣,包括化學(xué)腐蝕、原電池腐蝕、物理腐蝕、大氣腐蝕等腐蝕類型,其中較為嚴(yán)重的腐蝕類型為化學(xué)腐蝕和原電池腐蝕。
(1)化學(xué)腐蝕?;瘜W(xué)腐蝕主要是指金屬與其他接觸物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成的腐蝕現(xiàn)象。在原油煉化生產(chǎn)過(guò)程中,需要對(duì)各項(xiàng)工藝流程的溫度等條件進(jìn)行控制,這也給化學(xué)腐蝕提供了有利條件。由于原油物質(zhì)組成復(fù)雜,在原油加工過(guò)程中便會(huì)生成各類化學(xué)物質(zhì),如硫化氫、氯化氫、硝酸以及各類鹽等,這些物質(zhì)在煉化管道或設(shè)備中互相影響,互相反應(yīng)生成腐蝕物,或者與管道設(shè)備金屬間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成腐蝕物,對(duì)煉油裝置靜設(shè)備造成影響。在煉油廠內(nèi)發(fā)生的主要化學(xué)腐蝕有高溫硫腐蝕、高溫硫化氫-氫氣腐蝕等,這些化學(xué)反應(yīng)對(duì)煉油廠裝置靜設(shè)備造成了較大影響。
(2)原電池腐蝕。原電池腐蝕是指活性不同的金屬之間發(fā)生的電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。由于煉油廠采用的煉油裝置靜設(shè)備是由不同的金屬制造而成的,存在金屬焊接或金屬接觸面積,在長(zhǎng)期接觸過(guò)程中,由于水等電解質(zhì)溶液的介入,十分容易在設(shè)備內(nèi)部形成微型原電池,從而發(fā)生原電池腐蝕。一般此類腐蝕最容易發(fā)生在設(shè)備管道的焊接處或長(zhǎng)期處于潮濕環(huán)境中的設(shè)備管道處,對(duì)煉油廠設(shè)備管道產(chǎn)生了較大影響,是造成煉油廠煉油裝置靜設(shè)備破損的主要原因。
當(dāng)前針對(duì)煉油廠煉油裝置靜設(shè)備的腐蝕問(wèn)題,主要可以采取以下防護(hù)措施進(jìn)行腐蝕防護(hù),在腐蝕情況嚴(yán)重,腐蝕情況復(fù)雜的設(shè)備管道處,應(yīng)該綜合采取有關(guān)措施進(jìn)行防護(hù),增強(qiáng)對(duì)靜設(shè)備的腐蝕防護(hù)力度,提升靜設(shè)備的抗腐蝕能力。
(1)“一脫三注”工藝腐蝕防護(hù)技術(shù)。“一脫三注”技術(shù)主要是指“脫鹽、注氨、注緩蝕劑、注水”技術(shù),當(dāng)前煉油廠裝置靜設(shè)備中大多數(shù)采用此種腐蝕防護(hù)技術(shù)。其中,“脫鹽”技術(shù)主要是指對(duì)原油進(jìn)行脫鹽處理,即在原油進(jìn)入常規(guī)裝置前進(jìn)行深度除鹽,將原油內(nèi)含有的大量鹽去除,尤其是氯離子,降低原油里的酸根離子含量;“注氨”技術(shù)主要是向蒸餾塔注入氨水或氨氣(氫氧化鈉與碳酸鈉均可),使蒸餾塔內(nèi)的酸堿度達(dá)到正常值。“注緩蝕劑”是指除了注氨控制酸堿度,還要往設(shè)備管道中注入一定的緩蝕劑,以求達(dá)到更好的緩蝕效果?!白⑺笔侵冈诶淠鲀?nèi)注入水,一方面使揮發(fā)氣體更快進(jìn)入揮發(fā)線,另一方面是為了稀釋腐蝕性強(qiáng)的物質(zhì)和洗掉后來(lái)反應(yīng)中生成的鹽(主要為銨鹽)。這種腐蝕防護(hù)工藝主要用于煉油廠的蒸餾塔等大型設(shè)備當(dāng)中,腐蝕防護(hù)的效果較好。
(2)金屬滲入腐蝕防護(hù)技術(shù)。針對(duì)煉油廠裝置靜設(shè)備發(fā)生的化學(xué)腐蝕問(wèn)題,可以采用金屬滲入的腐蝕防護(hù)技術(shù),這類技術(shù)方法可以有效降低靜設(shè)備的表面金屬活性,使?jié)B入金屬與設(shè)備金屬結(jié)合度更高,結(jié)合能力更強(qiáng),具有更穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)。因而使得煉油廠煉油裝置靜設(shè)備具有更好的抗高溫氧化性能以及其他物理性能。這類技術(shù)主要應(yīng)用在冷換設(shè)備以及爐管中,具有不錯(cuò)的抗腐蝕效果。
(3)電化學(xué)腐蝕防護(hù)技術(shù)。一般來(lái)說(shuō),電化學(xué)腐蝕防護(hù)技術(shù)主要是根據(jù)原電池原理進(jìn)行的電化學(xué)腐蝕防護(hù),采用的方法為陰極保護(hù)法,主要通過(guò)輸入外接電流或犧牲陽(yáng)極的方法實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)。煉油廠主要采用此類方法來(lái)保護(hù)煉油廠煉油裝置靜設(shè)備中的儲(chǔ)油罐和地下輸油管道,在具體應(yīng)用中具有良好的防護(hù)效果。
(4)金屬及非金屬鍍層、涂層腐蝕防護(hù)技術(shù)。這類腐蝕防護(hù)技術(shù)操作簡(jiǎn)單,其鍍層材料也豐富多樣,主要在于隔絕空氣,避免原油及其附屬產(chǎn)品與裝置靜設(shè)備直接接觸造成腐蝕。而涂層材料就不只局限于常規(guī)的非金屬材料,目前,有機(jī)腐蝕防護(hù)涂料材料種類越來(lái)越多,效果也越來(lái)越好,在煉油裝置靜設(shè)備的腐蝕防護(hù)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
總之,煉油廠作為我國(guó)原油煉化生產(chǎn)的主要基地,一定要做好相關(guān)裝置設(shè)備的腐蝕防護(hù)工作,防止煉油裝置靜設(shè)備因腐蝕導(dǎo)致的損壞現(xiàn)象出現(xiàn),保證煉油廠煉油裝置靜設(shè)備的安全完好,確保煉油廠安全生產(chǎn)工作的進(jìn)行,提升煉油廠的經(jīng)濟(jì)效益。