炼油设备腐蚀与防护技术进展研究

2022-02-18谭鹏飞

科技创新与应用 2022年4期

谭鹏飞

（中国石油锦州石化公司，辽宁锦州 121001）

在社会持续发展的大背景下，我国炼油企业的发展速度也有了明显的加快。石油资源的重要性不言而喻，炼油企业在发展过程中，必然会应用到炼油设备，炼油设备是保证炼油企业工作得以顺利进行的重要基础和前提，并且对炼油的质量和效率也有重要影响。但是在炼油设备运行和应用的过程中，很容易受到一些因素的影响，从而导致设备出现被腐蚀的情况，这些腐蚀问题的出现，不仅会给石化行业的发展带来较大的威胁，甚至还会给炼油企业带来很大的损失，也会给生态环境带来一定的影响。针对炼油设备的腐蚀问题，必须要采取有效的防护措施，只有做好腐蚀的防护，才能为炼油企业的发展提供重要保证，才能提升炼油的质量。

1 炼油设备腐蚀的相关概述

炼油设备是炼油企业稳定发展的重要基础，所谓炼油设备腐蚀，简单来说就是指设备在长期的运行过程中，受到某些因素的影响，炼油设备也出现了被腐蚀的情况，直接影响了炼油设备的安全以及炼油的质量。如今社会和工业的迅速发展，石油原油中的物质也越来越丰富，如酸、硫等物质，这些物质会给设备带来一定的腐蚀作用，这也是引起炼油设备出现腐蚀的一大关键原因。而在实际的工作中，处于不同的炼油需求，炼油设备所出现的腐蚀情况也会有所差异，石油本身就是危险品，一旦出现腐蚀情况，就会产生严重的不良后果，不仅会威胁周围环境以及人体的健康，也会给炼油企业带来不可估量的经济损失，会直接引起国内油价的变化，从而影响到社会的发展，所以必须要正确的对待炼油设备的防护[1]。

2 炼油设备腐蚀的现状

目前，我国炼油企业在发展过程中，炼油设备的腐蚀程度也有了明显的增加。当前国内炼油企业的原油主要有大庆原油、长庆原油、吐哈原油和青海原油等，进口的原油则主要有俄罗斯原油、苏丹原油等。而且各地区的原油性能也存在较大的差异，所以腐蚀作用也会有所差异，炼油设备的腐蚀也会出现不同的情况。

3 腐蚀状况严重的化工装置

目前，炼油企业在实际的发展过程中，炼油设备出现腐蚀的原因，主要就是原油自身具有一定的腐蚀性，腐蚀作用比较大的有催化剂、溶剂等，而且其中部分的装置由于工艺、材料的特殊性，所出现的腐蚀效果也会有所不同。比如说乙烯裂解装置，该装置就比较容易出现渗碳腐蚀和低温腐蚀，而防腐蚀的方法一般有博阿凯工艺防腐；化肥装置，由于受到高温、氧化等作用的影响，也会引起腐蚀情况[2]。

4 炼油设备腐蚀防护的重要性

社会经济的进步和发展，也推动了我国工业化的发展，工业产值也在不断的上升。尤其在新的经济发展时期，炼油行业的数量、规模也在不断的扩大，与此同时炼油设备也更加的先进，炼油设备的成本也越来越高，但是炼油设备在运行过程中，很容易出现腐蚀的情况，一旦出现腐蚀的情况，就会直接影响炼油设备的使用寿命，甚至还会影响到炼油的质量和效果，也会影响炼油企业的正常发展。鉴于此，加强炼油设备腐蚀的防护是十分有必要的，只有结合炼油设备的腐蚀情况，积极采取有效的防护措施，才能避免腐蚀情况的发生，才能保证炼油设备的安全和正常使用，才能减少经济损失，保证炼油的质量，从而为炼油企业的长远发展提供重要保证。

5 炼油设备防腐蚀工作的原则和难点分析

5.1 炼油设备防腐蚀的原则

在针对被腐蚀的炼油设备，采取防护措施的过程中，也需要遵循一定的原则，最重要的原则就是保证在有期限内，炼油设备以及建筑物能够进行正常的使用。所以建筑设计师必须要采取一定的防护措施，来提高和保证建筑物的安全性以及耐久性，而且采取防护措施的过程中需要将预防及防护进行结合，同时还需要结合实际的生产情况等因素，来制定出更加科学、合理的防护措施[3]。

5.2 炼油设备防腐蚀的难点

如今，社会发展对石油有一定的依赖性，而且目前我国所使用的多数原油基本上都是进口的中东高硫原油，所以炼油企业在发展过程中需要关注硫腐蚀，并提出有效的防护措施，尤其是沿海的炼油企业，需要给予更高的重视。一旦硫和氢同时存在，就会引起更加严重的腐蚀情况。

6 炼油设备的腐蚀因素分析

6.1 硫化物

从我国油田企业的发展情况来看，多数的油田在中后期的开发过程中，原油质量会出现下降的情况，同时原油中其他物质的含量也会随之增多，特别是硫化物的增加，导致在炼制石油的过程中，经常会出现设备被腐蚀的情况，而引起腐蚀的原因主要是，原油中存在的硫化物与金属设备产生了化学反应，而腐蚀的原理如下：SO2+H2O=H2SO3，H2SO3+O2=H2SO4。

6.2 氯化物

在石油原油中，也含有很多的氯化物。而这些氯化物，在炼制石油的过程中，无机盐受到蒸馏作用的影响而形成了氯化氢，出现这种情况的主要原因就是蒸馏温度比较高，再加上原油中还存在一定的环烷酸，而出现化学反应后就会析出氯化氢，而氯化氢接触到炼油设备，就必然会被腐蚀[4]。

6.3 氢化物

氢化物也是引起炼油设备腐蚀的一大重要原因。在炼油工作的过程中，由于临氢设备比较多，而且温度也比较高，所以就必须要做好加氢以及析氢的工作，但是同时也会出现炼油设备被腐蚀，或者出现鼓泡、脆断等情况，也就是炼油设备受到了氢损伤。炼油设备在受到氢损伤后，碳化物、氢气在与炼油设备接触后，就会发生化学反应，从而就会生成甲烷，在这样的情况下，炼油设备在表面就会出现碳化的情况，影响了炼油设备的强度和韧度，从而直接影响了炼油设备的性能。

6.4 环烷酸

环烷酸是构成石油酸的重要成分。由于石油原油中，存有较多的酸性化合物，而且这些酸性化合物的种类也存在一定的差异，其中环烷酸的含量则达到了90%甚至更多，所以在温度环境出现不同时，环烷酸就会给炼油设备带来一定的腐蚀。深入来说，当环烷酸的环境温度低于220℃时，环烷酸就不会给设备带来腐蚀，若是超过了这一温度，就会出现腐蚀情况，而且腐蚀的程度也会随着温度的上升而增加，而主要原因就是在高温度的环境下，环烷酸会以活性剂的方式存在，与炼油设备接触就会出现化学反应从而引起严重的腐蚀[5]。

7 炼油设备腐蚀的防护技术

7.1 开展炼油设备腐蚀防护设计工作

要想做好炼油设备的防腐蚀工作，就一定要重视炼油设备腐蚀防护设计工作，需要结合腐蚀情况以及应用需求，设计出更加安全、可靠的炼油设备，保证能够满足化工生产的需求，而且也能控制运行成本；同时，还需要严格的控制生产质量，选择具有较强腐蚀性的材料，并做好安装质量控制工作，保证设备的使用性能。

7.2 做好炼油设备材料的选择

选择有很强耐腐蚀性的材料，能提高炼油设备的防腐蚀性能。而在选择炼油设备材料的过程中，需要将不同类型材料的性能进行综合的分析和对比，并科学合理的选择出最适宜的材料，保证材料的经济性，合理的控制成本[6]。

7.3 不同腐蚀情况的防腐措施

7.3.1 硫化物的防腐措施

针对硫化物的腐蚀问题，需要相关的工作人员在结合实际的工作情况，应用一脱四注的防腐技术，主要就是脱盐、注碱、注氨、注缓腐蚀剂和注水，并根据实际的情况和需求，选择科学的耐腐蚀材料。

7.3.2 环烷酸的防腐措施

对于环烷酸的防腐来说，第一，需要选择具有耐环烷酸性能的材料；第二，在设计管道之前，工作人员需要提前计算液体的流动速度，并通过合理的控制和调整液体流速的方法来控制环烷酸对设备的腐蚀；第三，在炼油的过程中，要尽可能的避免出现同时加工高硫化物和高环烷酸的情况。

7.3.3 氢腐蚀的防腐措施

氢腐蚀情况，一般在低强度且有很多杂质的钢材中存在，所以在设备运行的过程中，需要合理的选择钢材料，要结合实际情况，选择缝隙较少的镇静钢取代沸腾钢，并合理增加适量的缓蚀剂。

7.4 合理地应用工艺防护技术

工艺防护技术主要包括注射缓蚀剂、注射新鲜水、电脱盐技术等，其中电脱盐技术在应用过程中需要常减压装置，借助这一装置控制炼油设备的内部盐分，来提高常减压设备的使用年限[7]。

7.5 做好腐蚀设备的维修工作

炼油设备在长期的使用过程中，会出现不同程度的腐蚀情况，针对这些腐蚀情况，需要有专业的工作人员来进行维修。在对腐蚀炼油设备进行维修的过程中，可以借鉴国外的维修经验，引进国外先进的维修技术；对于经常使用的设备，需要对其进行特殊化的处理，保证能够将设备与空气进行隔离，有效地减少和避免氧气、水分对设备的影响，减少腐蚀情况的发生。

8 炼油设备腐蚀防护技术的新进展

8.1 不断地加强对工作人员的腐蚀防护教育力度

企业需要积极组织工作人员来开展防腐蚀教育培训工作，并积极的分发防腐防护手册，让全体员工能够掌握更多的防腐知识和技能，来有效的应对和解决腐蚀问题，从而有效的减少腐蚀情况的发生[8]。

8.2 不断地提高和加强腐蚀监测的作用

在炼油设备的腐蚀防护工作中，腐蚀监测工作是十分重要的。目前多数的炼油厂都有较多的腐蚀监测数据，但是在监测能力方面还存在一定的不足，这就需要利用好互联网以及信息技术的优势，来建立完善的腐蚀数据库管理系统，以此提高腐蚀监测数据的准确性和可靠性，从而更好地指导腐蚀防护工作的开展。

8.3 新材料和新工艺的应用

如今随着时代的进步和发展，越来越多新的防腐材料和工艺也随之出现，给防腐蚀工作的开展带来了更大的发展空间，企业可以结合实际需求来选择耐腐蚀的材料；另外，一些新的防腐蚀工艺也得到了广泛推广，比如材料表面改性工艺就是一种新的防腐工艺，而且随着社会的不断发展，这些新的防腐材料和防腐工艺也必然会在实际工作中得到应用[9]。

8.4 改进防腐技术

新的防腐材料以及防腐技术的诞生，必然也会促进防腐技术的改进和完善，通过改进和优化防腐技术，可以有效的降低有害物质对设备的影响，还能提高设备的使用寿命。但是这些防腐技术也仍旧存在一定的不足，需要加大研究力度，来攻克这些问题，这样才能保证这些技术能够发挥出有效的作用，更好地促进炼油企业的发展，有效地应对炼油设备的腐蚀情况[10]。