炼油设备腐蚀与防护的管理方案

2021-01-09赵文宇中石化燕山石化北京100000

化工管理 2021年35期

赵文宇(中石化燕山石化，北京 100000)

0 引言

炼油过程中，通过一系列的物理化学反应操作实现对各类油的开发，在实际的工作中能够，对设备有着较大的影响，为保障设备的运行效果，提升炼油过程中的安全性，应加强对炼油设备的检查和管理，提高设备防腐效果，降低设备损坏故障的可能性。相关管理人员应加强对设备腐蚀故障的重视，提高对设备的防腐管理力度，进一步保障炼油过程的安全性。

1 设备腐蚀原因

1.1 硫化物腐蚀危害

原油中含有较多的硫化物，在对原油进行处理的过程中，整体设备和原油所处的温度在240 ℃以上，在高温下，油中的硫化物将会直接与金属发生反应，对设备的内壁进行腐蚀。在与金属发生反应后，产生部分金属离子，使整体的反应速度不断加快，从而使设备受到腐蚀的情况逐渐加重。同时，在温度升高到350 ℃以上时，硫化物发生反应，反应容器中产生一定量的硫和氢气，二者在高温环境中与金属进行反应的过程中，使金属内壁逐渐变得更加粗糙，进一步加快对金属内壁的腐蚀作用，设备受到腐蚀后无法承受较大压力，进而存在泄漏和爆炸的可能性。

为降低硫化物对设备的影响，可以对设备内壁增加隔离层，使用不易发生腐蚀的材料作为内衬，降低硫化物与其反应，提高对设备的保护效果。

1.2 氢元素腐蚀损伤

氢损伤指的是在设备使用过程中，原油中的氢离子在高温的影响下氢原子在设备表面或渗入钢材内部与不稳定的碳化物发生反应生成甲烷，使钢脱碳，至机械强度受到永久性的破坏，进而造成设备故障。氢损伤产生后可能使设备表面出现鼓泡发脆的现象，同时对设备内部的金属结构产生破坏和影响，导致设备内部出现氢脆的情况，最终增大设备的安全风险。常见的氢损伤有三种情况，其一为氢原子引起的损伤，其是由于氢原子在设备的裂纹或表面聚集，逐渐使该处的设备发生脆化的现象，使设备发生开裂等故障。其二，氢分子导致的损伤，氢分子聚集后会使设备该处受到压力增加，使材料在压力等因素的影响下脆化，增加设备损坏故障的概率。其三，氢化物导致的氢损伤，该情况在炼油过程中发生概率较大。在高危条件下，氢化物与金属发生反应，使设备表面变脆破裂，形成氢腐蚀，使设备的损坏程度较为明显。

为降低氢腐蚀的不良影响，应尽量将内部氢化物进行去除，同时对设备内表面进行详细检查，确保其不含有孔隙等情况，提高整体的防护效果。

1.3 环烷酸对设备的危害

环烷酸是原油中的有机酸，在发生腐蚀后产生的物质能溶于油，在反应过程中，对设备的内壁进行腐蚀，使表面较为粗糙。在原油中，环烷酸的含量相对较大，其酸值一般大于0.5 mg KOH/g，此时能够对设备产生较为明显的腐蚀作用。炼油设备温度在220 ℃以下时，环烷酸不腐蚀设备，在温度超过220 ℃后开始腐蚀，并随着温度的升高腐蚀程度逐渐增加，在280 ℃时达到腐蚀性最强的阶段。随后温度升高对腐蚀性无影响，但在350～400 ℃范围内，设备中硫酸铁膜在高温环境下发生溶解，无法起到保护作用，使其腐蚀作用明显提升[1]。此外，在炼油设备中，内部原油等材料的流速对环烷酸的腐蚀效果同样产生影响，在一定范围内，流速增加使其腐蚀性得到增加，同时会使腐蚀的范围扩大，逐渐对管道和塔盘等处产生腐蚀现象。在炼油过程中，需要将原油通过管道输送到不同的设备中进行反应，在蒸馏反应中，液体在设备中的流速较高，使整体的腐蚀效果加剧，增加故障危险性。

为降低环烷酸的腐蚀影响，应在高温反应部位以及流速较大部位进行升级处理，提高其防护效果，降低对该部位的腐蚀，进而起到较强的设备保护作用。

1.4 碳酸对设备的腐蚀作用

在炼油过程中，原材料中产生一定的含碳物质。同时设备中含有大量的二氧化碳与微生物，其在一定条件下会对设备产生腐蚀作用，影响设备的安全性。二氧化碳与水反应生成碳酸，其对金属的腐蚀作用并不强烈，但在潮湿环境下，其腐蚀作用加重，并且在微生物的作用下，能够对设备内壁的保护膜进行腐蚀，为碳酸及其他腐蚀因素提供条件，增加整体的腐蚀效果，使设备质量受到严重的影响。

2 炼油设备防护管理方案

2.1 加强设备腐蚀管理

为降低炼油设备发生腐蚀故障的概率，提高对设备的保护效果，应加强对炼油设备的防护管理，相关设备维护管理人员应制定管理网络，按照管理标准执行检修防护工作，提高防护管理工作的实际效率。首先，责任管理人员应协同技术人员对设备腐蚀管理工作进行探讨，针对炼油设备腐蚀类型和具体情况制定各项管理措施和执行计划。其次，加强对设备的监控管理力度，炼油设备运行过程中存在一定的安全隐患，使用相应的传感器对内部空间状态和设备运行情况进行检查和数据收集，将收集的数据上传到管理系统中，将数据与极限值进行对比，了解设备的运行情况，便于在故障发生前及时解决，提高设备的安全效率[2]。最后，技术维修人员应加强对自身维修管理水平的提升，及时学习现代化设备防护管理技术，在对设备进行管理的过程中能够通过更好的方式，强化对炼油设备的保护效果。通过构建相应的管理网络，将各个技术部门的具体工作任务进行合理分配，能够有效提升整体工作的效率，从而提升工程建设质量。

2.2 定期维修检查

技术人员想要加强对设备的了解程度，需要提高对设备腐蚀的检测工作，在生产运行的过程中，对设备进行动态监管，从而了解设备地整体情况，判断设备在运行过程中的异常情况。在确定设备故障后，应对其进行深度的检测，了解设备的腐蚀原因以及腐蚀程度，制定相应的处理措施。同时根据其损坏原因制定针对性的防护措施，对后续使用的设备进行保护，降低故障损坏的概率。

检测到设备故障后，应及时开展维修工作，技术人员应对腐蚀设备进行详细的研究，根据腐蚀的类型和原理提出相应的应对措施，同时提出相应的防护方法。技术人员应根据维修处理方案对受腐蚀设备进行管理，完成对设备的维修处理，同时对待使用的设备做好防护处理，降低设备受到的腐蚀影响。

在对设备进行检修的过程中，应对腐蚀面进行拍照。并对维修处理过程进行总结，分析造成设备腐蚀的根本原因，结合不同设备和不同结构中腐蚀情况的影响，掌握腐蚀过程和故障产生过程的具体情况，根据原因来制定相应的防护措施，全面提升对设备的防护效果。

2.3 选择抗腐蚀设备

为提高设备对腐蚀作用的防护效果，应提高设备的抗腐蚀性能。选择具有较强防腐功能的材料。在设备使用过程中，内部金属直接与原油接触，在高温高压等条件下，设备受到腐蚀影响的概率较大，并且产生的速度较快。此时选择抗腐蚀材料制作反应容器，如玻璃钢等新型的材料，新型材料与原油中物质不发生反应或者反应程度非常小。或者利用设备内部镀膜等方式，使防腐材料将原油与设备隔离开，避免二者接触后发生腐蚀反应。如使用WF-70-1型涂料进行喷涂处理，或者使用400合金或钛合金作为包层材料，对设备进行保护，提高设备的防腐效果，还可以利用渗透铝或有机硅等耐腐蚀涂料，实现对设备的防护。在利用抗腐蚀材料进行作业的过程中，极大降低了设备被腐蚀的速率，有效对设备起到保护作用。应注意的是，在对内部进行材料喷洒或填充时，应尽量将防腐材料充满设备的所有角落，提高整体工程的建设效果。

2.4 使用缓蚀剂减缓腐蚀效果

缓蚀剂是一种腐蚀抑制剂，其能够通过一定浓度和形式，对腐蚀过程起到抑制作用，保护炼油设备的整体性和安全性。缓蚀剂的效果较为明显，在使用过程中的用量相对较少，但能够起到较大的作用，在选择缓蚀剂时，需要根据材料的不同来进行合理选择，以提高腐蚀抑制效果。在炼油过程中，可以通过不同种类缓蚀剂的搭配，降低对设备和构件的腐蚀效果。

缓蚀剂分为有机缓蚀剂、无机缓蚀剂以及聚合物缓蚀剂，其中有机缓蚀剂包括：膦酸、苯并三唑等；无机缓蚀剂包括：亚硝酸盐、硅酸盐、聚磷酸盐等；聚合物缓蚀剂包括：聚乙烯等高分子化学材料。在使用过程中，缓蚀剂能够对阴极或阳极区的反应进行控制，降低电子的转移效率，形成保护膜，从而降低腐蚀发生的速度。部分缓蚀剂能够对与水接触的金属表面进行保护，形成不同类型的保护膜，避免水蒸气和其他因素对金属内壁产生腐蚀等不良影响，保证炼油设备的安全性和稳定性。

3 炼油设备腐蚀防护管理的发展方向

炼油企业在发展的过程中，为提高对设备的保护，避免故障对设备的不良影响，应对防腐技术进行不断的升级和发展。企业应加强对新材料的引进，同时提高对新材料开发的投入，加快新材料的研究速度，提高炼油设备材料的抗腐蚀性能，强化设备和炼油过程的安全性。如加强对碳钢中添加剂的研究，使其具有更加优异的功能。或研发新型涂料，如：高分子材料、石墨烯材料以及耐氯离子涂料等，提高设备的防护效果。

加强对新型炼油技术的研发，在炼油的过程中，造成腐蚀的主要原因是原油中的硫化物、氢化物、酸类物质等，通过新技术将此类物质去除，能够极大降低对设备的腐蚀效果，提高对设备的保护性。