炼油装置加热炉的腐蚀及应对措施

李明 侯增敏 杨惠宇

摘 要：加热炉是炼油装置中的一种，其运行情况对于炼油质量的优劣有着直接影响。由于加热炉会炼化一些包含着诸多腐蚀物质的劣质原油，会导致加热炉的诸多部位产生不同程度的腐蚀，进而对加热炉的正常运行产生不利影响。鉴于此，本文对炼油装置加热炉的腐蚀及应对措施进行分析，以供参考。

关键词：炼油装置;加热炉;腐蚀;应对措施

0 引言

加热炉对炼油装置和汽车燃料一样重要，加热炉的腐蚀是中国炼油工业需要注意的一个主要问题。加热炉腐蚀问题涉及整个精炼机组，解决办法不是一次性努力，而是一个复杂的长期系统项目。

1 炼油装置加热炉的特点

加热炉主要有5个特点：①需要被加热的物体在炉管内流动，因此它只能开展液体、气体的加热工作;②被加热的物体一般有易爆、易燃等特点，因此加热过程有较大的危险性，在加热炉工作的过程中要严格控制操作流程;③属于直接受火式加热方式;④加热炉使用的燃料有自产干气、水煤浆或者外购天然气;⑤加热炉在工作过程中需要长时间运转，因此其一般会不间断地进行操作。

2 炼油装置加热炉腐蚀原因分析

2.1 混合物酸以及硫导致的腐蚀

环烷酸为混合物酸的专有名词，其腐蚀能力在220℃的高温下随着温度的上升而有所增强，超过280℃后腐蚀能力会随着温度的升高而降低，因此混合物酸的腐蚀程度与温度有着密切关系。混合物酸会与炉管内向火面管壁上的铁发生反应形成油溶性的环烷酸铁，然后跟随介质流出。原油中含有硫（不同原油的含硫量有所不同），硫的腐蚀强度与介质中硫化物的含量、种类以及稳定性有着密切关系。在高温条件下，硫化物逐渐分解，分解后的硫化氢会与炉管内的铁发生反应形成硫化亚铁。硫化亚铁可以影响炉管的腐蚀速度：如果炉管内存在混合物酸，它会与硫化亚铁发生反应，形成溶于油但腐蚀性较强的环烷酸铁，腐蚀炉管内部。

2.2 高温加氢腐蚀

为了将原油中未饱和的碳氢化合物转化为饱和的碳氢化合物，必须进行加氢作业，以确保原油得到充分利用，并提高企业的效率。高温高压条件下的催化加氢操作对加热炉也具有腐蚀性，氢的强可逆性可能对金属炉壁造成损害。H2S工艺产生的H2S组合增加了加热炉的腐蚀，产生了泡沫氢、铬氢、表面脱碳等现象。在严重的情况下，它可能会开裂和报废。反应方程式如下：

2.3 介质流动冲刷腐蚀

介质流量对窑炉的物理腐蚀也是微不足道的。经验表明，在精炼过程中，加热炉热对流部分的材料越来越薄，不同的温度部分被尖锐的棱镜所腐蚀，室内被光滑的黑色薄膜所复盖。专家分析表明，腐蚀产生的物质不仅含有构成炉管材料的元素，而且还含有处于活动环境中的元素，因此，介质的流动可能导致加热管的物理腐蚀。

3 应对加热炉腐蚀问题的有效措施

3.1 减轻露点腐蚀

烟气露点腐蚀直接与炉内烟气露点温度高于金属表面温度有关;为缓解露点腐蚀问题，需要提高金属表面温度，使烟气排放温度高于露点，但实际影响因素较多，包括加热炉的热效率无法维持抑制二氧化硫的生产可以通过使用氧化剂或低硫燃料降低烟气露点的温度，从而减少烟气露点的腐蚀问题。烟囱和空气预热器等零件容易发生露点腐蚀问题，可以采用烟囱等适当的烟气露点腐蚀方法。安装耐热罩衫之前，可在金属表面涂上防腐蚀涂料，以提高烟道气露点和内壁的防腐蚀程度，从而提高罩衫的安全寿命。此外，合理选择一种炉衬，特别是多孔炉衬，需要在炉衬内设置一层空气阻力，或使用复合炉衬，在火表面使用多孔保温材料，提高耐高温性并禁止烟气进入墙体板冷端，尤其是陶瓷纤维耐火材料，当含硫量大于10微克/克时，应在安装耐火层之前在炉壁板内侧涂上耐酸漆。

3.2 应用化学药剂和化学清洗

为了使炼油装置中的高温部位设备及管道腐蚀得到改善，除了操作好常减压蒸馏装置的“一脱四注”外，采用多效缓蚀剂和使用抗垢剂，以及用化学清洗等办法也可以用来防护设备及管道的腐蚀和结垢。

3.3 工艺操作方面

在实际操作过程中要严格按照相关标准对装置设备进行操作，可以实现装置平稳操作，避免出现停工现象，在装置设备运行过程中要保持装置内气压正常，合理的操作规范能够有效避免装置设备在操作过程中出现大幅度波动的情况，从而减少因为工艺操作而导致装置设备运行失常。如分馏塔出现分馏塔结盐现象时需要采取在线洗塔措施，从而保证分馏塔的腐蚀情况减弱。加強工艺操作，根据不同部位的腐蚀情况，应当采取合理的防腐措施，才能有效提高焦化加热炉装置设备的抗腐蚀性。

3.4 加热炉进行维护和检查

我们要保持并检查三级炉的腐蚀状态一是严格遵守我国炼油工业加热炉的管理和运行方法和规定，定期抽查加热炉零部件，检查更新加热炉技术运行。第二，在炉管停机维护阶段，应使用先进仪器检测炉管厚度。当炉管厚度不符合安全标准时，应及时更换用过的炉管，以免影响加热炉的正常使用。最后，我们必须检查空气预热器是否适于管道、烟囱、通风管道及其阀门的腐蚀、腐蚀和变压，及时清理沉积的污物，更换生锈的部件，并再次降低这些部位发生腐蚀的风险。制氢装置加热炉还应进行碱洗，以防止强行破裂，少用含钠的浅灰色剂，以防止高温钒熔炼对加热炉造成腐蚀。

3.5 合理选用炼油装置加热炉的炉管耐腐蚀的材料

因为对于炼油装置加热炉的炉管来说只有正确的选用合适的加热炉的耐蚀材料，才能够做到真正而有效解决炼油装置加热炉的炉管内由于被加热介质而引起的环烷酸冲蚀和硫化起磷以及氢损伤化学性等严重腐蚀问题。

3.6 维修阶段

长期使用炼油厂可能会造成一定程度的腐蚀，如果不能及时处理，会导致进一步的腐蚀问题，损害炼油厂的正常功能，降低炼油厂的生产力，限制炼油厂的发展。在炼油厂维修方面，重要的是把西方发达国家的炼油厂维修经验与炼油厂本国炼油厂的腐蚀结合起来。此外，必须为炼油厂选择适当的维修方案，以便科学地进行维修和保护，改善炼油厂的使用寿命，提高炼油厂的效率。

4 结束语

在炼油生产装置中，设备、管道等的腐蚀是经常遇到的问题。设备、管道等腐蚀产生的后果往往十分严重，具有不可预知性，突发性等危害，事故发生后不仅是更换设备、管道等所造成的直接经济损失，同时还因生产装置停工停产、打乱正常连续生产秩序、缩短开工周期、漏油跑油、产品质量下降等因素致使企业遭受巨大的间接经济损失。此外，设备、管道等腐蚀还可能造成生产装置着火、爆炸等恶性事故，对炼油生产十分有害。因此搞好设备的腐蚀防护工作具有十分重要的意义。

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