石化防腐

    由于大氣、水等的化學或電化學作用，石化設備及管道經常出現“跑、冒、滴、漏”等腐蝕現象。

    設備及管道的腐蝕會造成原料及成品的大量損失，影響產品質量，污染環境，甚至引起設備爆炸、火災等重大事故，做好防腐措施十分重要。

    石化設備腐蝕原因

    ●大氣腐蝕

    石化產區70%的金屬結構都是暴露在大氣中，廠區大氣中含有大量的SO2、SO3、CO2及大量的氮氧化物。

    ●污水

    石化在生產過程中產生大量的含鹽及酸性和堿性污水。

    ●石油、中間產物和產物等具有腐蝕性。

    防腐對策

    合理選用材料

    石油化工設備的選材對設備的抗腐蝕能力起到決定性作用。

    選擇材料首先要考慮材料本身的耐蝕性能，另外，必須考慮介質的性質、溫度、和壓力，設備的類型與結構，及產品的要求。

    ◆ ◆ ◆

    幾種石化設備常用的材料

    碳鋼

    碳鋼是最常用的結構材料，可能占煉廠所用鋼材總量的80%。

    蒸餾塔、分離器、換熱器、儲罐、大多數管道、全部結構件一般都采用碳鋼制造。

    低合金鋼

    普遍采用低合金鋼制造法蘭螺栓、閥門部件、泵和壓縮機的軸或桿等。

    Cr-Mo鋼

    不銹鋼外，Cr-Mo鋼是唯一能夠承受648℃高溫的鋼材。

    鉻含量少于4%的Cr-Mo鋼僅比碳鋼適度增加了耐腐蝕性能。

    這些材料適用在要求高溫強度、抗蠕變以及抗高溫高壓氫侵蝕的場合。用鉬含量1/2%或更多的鋼能夠達到最高的蠕變強度。

    鎳鋼

    在煉廠低溫工藝中，如在丙烷制冷系統，已經采用2-1/4 Ni和3-1/2 Ni鋼。

    煉廠中鎳鋼的使用一般局限于操作溫度低于- 50度的工藝條件。

    馬氏體不銹鋼

    使用溫度低于371°C（700°F），在煉廠的典型用途，包括泵部件、緊固件、閥芯、渦輪葉片以及蒸餾塔中的塔板浮閥和其他塔盤部件。

    在脫硫裝置中，常用410不銹鋼襯里保護塔、換熱器和其他壓力容器，防止發生高溫硫化物腐蝕。

    奧氏體不銹鋼

    316和317不銹鋼是兩種常用的奧氏體不銹鋼等級，具有優越的抗點狀腐蝕和酸腐蝕的性能。

    這些鋼材普遍用在加工環烷基原油的煉廠，防止發生環烷酸腐蝕。

    改善腐蝕環境

    通過采用電脫鹽、注中和劑、注緩蝕劑、注水等工藝能夠有效的改善煉廠設備的腐蝕環境。

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    原油脫鹽

    原油電脫鹽裝置是石油加工的第一道工序，該工序是從原油中脫除鹽、水和其它雜質。

    電脫鹽不僅作為一種防腐手段，而且作為脫除原油中堿金屬和重金屬的有效手段，以便保證后續加工所用的催化劑的性能。

    破乳劑

    破乳劑是一種高分子量的非離子型表面活性劑，其作用是破壞電脫鹽罐內的油水乳狀液，促進油水分離。

    ●油溶性破乳劑：破乳效果好，用量少，價格昂貴。

    此外，油溶性破乳劑經電脫鹽裝置后存在于油中，可減輕污水處理的難度。

    ●水溶性破乳劑：破乳效一般，用量大，價格便宜。

    水溶性破乳劑在經過電脫鹽后溶于水中，隨排出水進入污水處理系統，增加了污水處理系統的難度。

    脫鈣劑

    在電脫鹽過程中注入脫鈣劑能脫除原油中的部分有機鈣，減少鈣對后續催化裂化裝置催化劑的影響。

    脫鈣劑的作用機理主要是應用螯合沉淀反應。

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    注中和劑

    中和塔頂的腐蝕性酸液，提高冷凝液的pH值，減緩設備的腐蝕。

    在煉油廠塔頂系統采用和中和劑主要是胺和氨水，氨水價格便宜，易得，成本低；有機胺中和性能好，但價格昂貴。

    目前在煉油廠存在以下三種方案：

    ●全有機胺中和劑：全有機胺中和劑注入塔頂揮發線后，能迅速進入初凝區中和冷凝下來的HCl，有效減緩初凝區的腐蝕。

    同時采用全有機胺中和劑可避免氨鹽結垢而引起的垢下腐蝕。

    ●氨水+中和緩蝕劑：全有機胺中和劑價格昂貴，常采用氨水+中和緩蝕劑。

    由于二合一中和緩蝕劑中含有一定量的有機胺中和劑，可以和氨水配合使用，一方面可減低成本，另一方面可起到部分有機胺的作用。

    ●氨水+緩蝕劑：氨水的中和能力差，需過量注入，氨鹽結垢易引起垢下腐蝕。本方案目前在煉油廠較少采用。

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    注緩蝕劑

    成膜性緩蝕劑能吸附在金屬表面，形成一層疏水性的保護膜，割斷了腐蝕介質與金屬的接觸途徑，從而達到減緩腐蝕的目的。

    常用成膜性緩蝕劑，主要成分包括烷基吡啶季胺鹽、烷基酰胺、烷基咪唑啉季胺鹽、成膜劑和添加劑。

    水溶性緩蝕劑和油溶性緩蝕劑兩種，水溶性緩蝕劑價格便宜，注入量大；油溶性緩蝕劑價格昂貴，注入量小。

    目前在煉油廠存在以下三種方案：

    ●油溶性緩蝕劑：油溶性緩蝕劑注入塔頂揮發線后，部分可隨塔頂回流進入塔內，擴大緩蝕劑的保護范圍。

    ●中和緩蝕劑（二合一）：復配了有機胺中和劑和水溶性緩蝕劑，同時起到中和和緩蝕雙重作用，在使用過程中需要和氨水配合使用。

    本方案目前在煉油廠被大量采用。

    ●水溶性緩蝕劑：水溶性緩蝕劑需要與氨水配合使用。

    本方案目前在煉油廠較少采用。

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    注水

    塔頂注水是煉油廠經常采用的工藝防腐手段。

    在常減壓裝置的初餾塔塔頂、常壓塔塔頂和減壓塔塔頂，催化裂化的分餾塔塔頂，催化裂化的分餾塔前，氣壓機后，加氫裂化的高壓空冷前一般采用注水工藝。

    ●通過注水來控制和調節初凝區的位置。

    ●注水可以抑制氨鹽結垢，避免垢下腐蝕的產生。

    ●注水稀釋初凝區的酸液，提高初凝區的pH值。

    ●催化裂化的分餾塔塔頂，催化裂化的分餾塔前，加氫裂化的高壓空冷前注水的主要目的溶解氨鹽，消除結垢，避免產生垢下腐蝕。

    涂層保護

    金屬表面覆蓋一層能夠與金屬緊密結合的致密保護層，并且在介質當中是處于穩定的，那么腐蝕就會對金屬造不成破壞。

    保護層分為金屬和非金屬兩個類型。

    金屬保護層

    金屬保護層常見的有鍍鉻、鍍鎳、鍍鋅及襯不銹鋼襯里等。

    ●電鍍：利用直流電從電解液中析出金屬，并在工件表面沉積而獲得金屬保護層。

    常有的電鍍材料有：鋅、鎳、鉻、鎘、銅錫合金等。

    ●噴鍍：通過高速氣流將熔融態的金屬霧化成顆粒，噴射在工件表面上，形成金屬保護層。

    常有的金屬噴鍍材料有鋅、鋁和不銹鋼等。

    ●熱浸鍍：將被保護的鋼鐵工件浸在盛有熔融金屬的槽中或以一定速度從熔融金屬槽中通過，使工件表面涂敷一層金屬保護層。

    用于熱浸鍍的金屬材料有鋁、鋅、錫及其合金。

    ●表面金屬化：采用滲、擴散等工藝使被保護工件表面而得到合金表面。

    ●金屬襯里：將耐蝕性高的金屬，如鉛、鈦、鋁等襯覆于設備內部，以防止腐蝕。

    防腐涂料

    ●生漆：具有耐酸性、耐溶劑性、抗水性、耐油性、耐磨性和附著力強等優點。

    缺點是不耐強堿及強氧化劑，毒性大。

    使用溫度為150℃。

    ●漆酚樹脂漆：改變了生漆毒性大、干燥慢、施工不便等缺點。

    但其不耐陽光紫外線照射，同時不能久置。

    ●酚醛樹脂漆：具有良好的電絕緣性和耐油性，能耐60%硫酸、鹽酸、一定濃度的醋酸和磷酸、大多數鹽類和有機溶劑等介質腐蝕。

    ●環氧-酚醛漆：具有良好的機械性能、耐堿、耐酸、耐溶和電絕緣性。

    ●環氧樹脂涂料：具有良好的耐腐蝕性能，特別是耐堿性，并有較好的耐磨性，漆膜有良好的彈性和硬度，收縮率較低。

    使用溫度一般為90~100℃。

    ●過氯乙烯漆：具有良好的耐工業大氣、耐海水、耐酸、耐油、耐鹽霧、防霉、防燃燒等性能。

    但不耐酚類、酮類、脂類和苯類等有機溶劑介質的腐蝕。

    最高使用溫度約70℃。

    ●呋喃樹脂漆：具有優良的耐酸、耐堿、耐溫性，原料來源廣泛，價格低廉。

    ●無機富鋅漆。施工簡單，價格便宜，具有良好的耐水性、耐油性、耐溶劑性及耐干濕交替的鹽霧。

    ●環氧煤瀝青：機械強度高、粘接力大、耐化學介質侵蝕和煤瀝青耐腐蝕等優點。

    涂層使用溫度在-40~150℃之間。在酸、堿、鹽、水、汽油、煤油、柴油等一般稀釋劑中長期浸泡無變化。

    電化學保護

    陰極保護

    外加電流陰極保護的實質是整個金屬設備被外加電流極化為陰極，而輔助電極為陽極。

    陰極保護法近年來在我國已經開始應用到石油化工生產中。

    主要用來保護受海水、河水腐蝕的冷卻設備和各種輸送管道，如鹵化物結晶槽、制鹽蒸發設備等。

    陽極保護

    陽極保護是把被保護設備接陽極直流電源，使金屬表面生成鈍化膜，起到保護作用。

    陽極保護只有當金屬在介質中能鈍化時才能應用，且技術復雜，使用不多。

    換熱器采用陽極保護多用于工藝物料一側。

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責任編輯：王元

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