炼油化工热交换器的腐蚀泄漏问题及处理措施

陈振春

摘要：炼油化工的生产环境比较复杂，再加上热交换器管束与其所接触的介质之间所产生的化学反应，导致炼油化工设备因腐蚀出现泄漏现象，严重影响到炼油化工企业的发展，延长作业时间，增加运营经费的投入。

关键词：炼油化工设备;热交换器;腐蚀泄漏;防护措施

引言

热交换器是炼油化工设备的重要组成部分。但是其在工作中由于运行环境比较复杂，受到外界不同的因素而造成腐蚀泄漏，存在着火、爆炸、非计划停工等安全隐患，针对炼油厂热交换器的腐蚀泄漏问题，提出了有效的处理措施。

1炼油化工设备热交换器的应用

在生产过程中，炼油化工设备热交换器是一种将热量中的部分能量转移到流体中的装置，我们将其称为热交换器。其主要用于石油化工，煤化工和一些火力发电厂的工业系统。热交换器一般用于生产过程中生产材料的加热、冷却和蒸发，根据其使用目的和热交换分为加热器、冷却器和冷凝器。

2炼油化工生产中热交换器的应用现状

2.1蒸馏装置

炼油化工生产中用到的原油绝大多数属于含硫原油，因为硫可以与空气中的氧气、水发生反应生产二氧化硫、三氧化硫，这些硫化物质具有较强的腐蚀性，它们与金属物质发生反应后，使金属结构变得蓬松、脆弱，进而降低金属材料的性能与质量。例如，在炼油过程原油与某各蒸馏装置分馏塔顶部接触，原油中的硫元素会对分馏塔的顶部产生腐蚀作用;当原油通过冷凝冷却系统时，在硫化氢、硫化氢和水的作用下会加剧腐蚀。尽管不少炼油化工企业将Ni-P、碳钢等作为热交换器的制作材料，但是腐蚀穿孔现象依然频繁发生，导致原油流入壳程汽油中，进而降低生产质量。

2.2催化裂化装置

炼油化工工作的开展离不开催化裂化装置的支持，但是催化裂化设备在生产加工环节会产生硫化氢气体和氯化氢气体，这两种气体均会对换热设备管产生严重的腐蚀作用。通过调查分析发现，炼油化工过程中用到的装置抽提、预加氢、催化裂化重整等系统所运用到的冷换设备管束，均存在严重的腐蚀现象。

2.3加氢裂化装置

加氢装置是炼油化工生产中出现腐蚀现象比较严重的一类设备，主要是因为NH4Cl和NH4HS能在管束中结垢，进而产生电化学作用，导致加氢裂化装置出现蚀坑。在炼油化工生产过程，高硫原油中含有的硫元素越多，加氢裂化装置对高压空冷器管束所产生的腐蚀作用越大。如果将高压空冷器管束从加氢裂化系统中移出，高压分裂器和低压分类器水样中铁离子与硫化氢的含量明显增加。

3炼油化工设备热交换器的腐蚀泄漏问题处理措施

3.1防腐涂料的应用

防腐涂层可在热交换器表面与外界之间形成隔離屏障，最大限度地减少外部热交换器造成的损害，并在减少热交换器的腐蚀方面发挥重要作用。现在用的涂料基本上是无机涂料与金属涂料。采用无机涂料对热交换器表面进行喷涂，在施工中要严格注意每道工序，喷涂后，需要高温烘烤以确保涂层质量。金属涂料是用电镀火焰进行喷涂，会使热交换器表面发生变形，必须严格按照施工标准进行，才能达到喷涂效果。未来可以研发一些新型涂料，进一步强化对于机械设备的防护性能。

3.2密封改良方案

为了确保热交换器的良好密封性能，必须考虑更好的密封材料来解决密封泄漏事件。其中，金属缠绕垫片和波齿复合垫具有较好的密封性能，刚性和强度高于石棉垫片，可以减少垫片的变形，提高热交换器的密封性能。

3.3牺牲阳极保护法

热交换器在运行期间会形成电化学腐蚀，牺牲阳极保护方法可有效预防腐蚀。发生电化学腐蚀时，阴阳极之间产生腐蚀电流，采用电极电位比被防腐体低的金属并与被防腐体接触，利用低电位金属的腐蚀电流作为高电位被防腐体的防腐蚀电流，这种腐蚀方法称为牺牲阳极保护法。对于碳钢管束，若选择铝作为阳极，容易形成氧化膜，反而不产生腐蚀电流，所以选择锌作为牺牲阳极比较合适。

3.4添加缓蚀剂法

金属的腐蚀是金属在电解质溶液中发生阳极过程和阴极过程的结果，缓蚀剂的加入，可以起到阻滞任何-过程的进行或同时阻滞两个过程的进行，从而减缓腐蚀速度的作用。缓蚀剂加入要在不影响工艺和产品的质量下进行。

3.5应用防护衬里

化学工业通常含有一些腐蚀性很强的化学物质。在选择材料时，需要综合分析热交换器运行情况，关注温度、压力、介质等因素。常用材料（玻璃钢，聚四氟乙烯，钛，不锈钢），金属材料的价格相对较高，施工难度大，非金属材料的价格便宜，但同时抵御恶劣环境的能力差。

4炼油化工设备热交换器的清洗方法

4.1化学清洗法

化学清洗法是借助溶解反应原理，通过清洗溶液与炼油化工设备表面的沉积物发生化学反应，在不拆除设备的前提下，对设备表面的杂物进行清理，整个清洗过程简单易行。但是，在运用化学清洗法对炼油化工设备进行清洁处理时，如果没有科学选用清洗溶液，在清洗过程中会对设备性能与质量造成一定破坏，使炼油化工设备出现腐蚀。通常情况下，炼油化工设备热交换器清洗过程所选用的清洗溶液均属于去污清洁剂，借助清洗溶液所具备的表面活性作用与净化化学反应，将炼油化工设备热交换器清洗干净。

4.2物理清洗法

物理清洗法是借助机械外力对污垢所产生的粉碎作用，将污垢从设备表面分离出去，以此达到清洁设备的目的。物理清洗法具有较高的安全性、高效性与环保性，整个清洗过程不会出现腐蚀现象，但是无法对内部结构复杂的设备进行清洗，在清洗的过程容易滞留下清洗死角。通常情况下，炼油化工设备所运用到的物理清洗法主要有高压喷射清洁法、超声波清洁法以及管道移动除垢法。

4.3生物清洗法

生物清洗法是借助微生物对油污的分解作用，将热交换器表面的油污分解成无毒、无害的物质。因为这种物质易于溶于水，最后可借助水的作用将分解物质从热交换器表面清除。

5 结语

综合以上结论，解决炼油化工设备热交换器的腐蚀泄漏问题，要做好防腐涂料的应用、密封改良方案、牺牲阳极保护法、热交换器的运行管理及热交换器清洗等工作，可以采用生物、物理、化学等方法进行清洗，从多方面提升热交换器运行的安全平稳运行。

参考文献：

[1]张宝坤.炼油化工设备热交换器的腐蚀泄漏问题及处理措施探析[J].化工管理，2019（6）：24-25.

[2]刘超平.炼油化工设备热交换器的密封泄漏问题及处理措施分析[J].中国石油和化工标准与质量，2017（14）.

[3]唐传玉，崔淑秋.列管式热交换器缺陷换热管局部更换修复[J].石油化工设备，2018，47（2）：51-55.