順丁橡膠裝置設(shè)備腐蝕原因分析及防腐蝕措施

劉瀟 李澍強(qiáng) 朱效利(四川石化公司生產(chǎn)六部,四川 彭州 611930)

1 順丁橡膠裝置腐蝕狀況分析

基于石油產(chǎn)業(yè)所使用的順丁橡膠裝置產(chǎn)品一旦發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，就會(huì)造成生產(chǎn)停工的現(xiàn)象，持續(xù)作業(yè)會(huì)導(dǎo)致管線崩裂、污染物泄漏等事故，嚴(yán)重影響聯(lián)合生產(chǎn)的正常進(jìn)行，甚至?xí)斐芍卮蟮陌踩鹿省?/p>

中國(guó)石油公司某分公司從2010年正式投入生產(chǎn)，2012年開(kāi)始出現(xiàn)裝置泄漏事件，經(jīng)檢查主要原因集中在凝聚單元回收裝置系統(tǒng)的腐蝕方面；在2013年，順丁橡膠裝置的腐蝕所導(dǎo)致的問(wèn)題日益突出，在設(shè)備方面的表現(xiàn)為：出口閥體腐蝕泄漏、管線腐蝕泄漏、葉輪腐蝕脫落、回收容器罐出現(xiàn)腐蝕性裂縫等問(wèn)題。以上腐蝕性問(wèn)題中，有的出現(xiàn)一次后經(jīng)過(guò)補(bǔ)救措施在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)行較為平穩(wěn)，但還有一些腐蝕性問(wèn)題經(jīng)過(guò)修復(fù)之后依然頻頻出現(xiàn)腐蝕事故，較為嚴(yán)重的如回收溶劑水冷器。

2 順丁橡膠裝置發(fā)生腐蝕的原因分析

在進(jìn)行腐蝕性問(wèn)題預(yù)防之前，首先要搞清楚順丁橡膠裝置發(fā)生腐蝕問(wèn)題的原因。

順丁橡膠是我國(guó)目前生產(chǎn)規(guī)模最大的人工橡膠產(chǎn)業(yè)，順丁橡膠產(chǎn)品的應(yīng)用很廣泛，尤其是在石油化工產(chǎn)業(yè)中，由于其具有較好的抗磨性、抗壓性特點(diǎn)，所以很多適合很多裝置的生產(chǎn)；在順丁橡膠的生產(chǎn)過(guò)程中，人工合成材料想要實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的特點(diǎn)，需要利用催化劑進(jìn)行合成。其中三氟化硼乙醚絡(luò)化合物就是主要的催化劑之一。

催化劑的特性是，本身不發(fā)生反應(yīng)，不會(huì)造成能量和質(zhì)量損失。但作為一種化學(xué)反應(yīng)中介物質(zhì)，它可以加速所需要的目的反應(yīng)速度和效果，因此在工業(yè)化化學(xué)生產(chǎn)中存在一種催化劑回收工藝。由于催化劑不參與反應(yīng)，那么在回收不徹底的情況下，催化劑就會(huì)殘留在順丁橡膠生產(chǎn)的膠液中，并隨著膠液的轉(zhuǎn)移進(jìn)入存儲(chǔ)罐；隨之進(jìn)行“閃蒸”工藝，即在液體飽和狀態(tài)下迅速降低壓力，這一過(guò)程中會(huì)有大量的丁二烯和殘余三氟化硼乙醚絡(luò)化合物析出。

氣體物質(zhì)析出之后經(jīng)過(guò)回收可以繼續(xù)使用，但殘留出來(lái)的丁二烯和三氟化硼乙醚絡(luò)化合物等物質(zhì)就會(huì)與凝結(jié)出來(lái)的水分子結(jié)合，然后形成氫氟酸和硼酸等物質(zhì)。在酸性物質(zhì)的作用下，就會(huì)導(dǎo)致順丁橡膠裝置的腐蝕性出現(xiàn)。

從化學(xué)性質(zhì)角度分析，氫氟酸主要的腐蝕對(duì)象是金屬類物質(zhì)，它本身就是化學(xué)工藝中常用的電解質(zhì)溶液。金屬元素的化學(xué)性質(zhì)非常活躍，遇到氫氟酸就會(huì)變成“電池”，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，腐蝕現(xiàn)象自然就無(wú)法避免。

3 順丁橡膠裝置防腐措施策略

鑒于順丁橡膠的優(yōu)質(zhì)特性，國(guó)內(nèi)外都在大量生產(chǎn)和應(yīng)用，所以在生產(chǎn)方面的工藝技術(shù)也比較成熟。但是，相對(duì)于順丁橡膠自身容易產(chǎn)生腐蝕性的特點(diǎn)，目前還沒(méi)有特別優(yōu)質(zhì)的解決方法，尤其是在石油工業(yè)中對(duì)生產(chǎn)管線的腐蝕現(xiàn)象。要徹底解決這一問(wèn)題，可以通過(guò)化學(xué)方式和新材料管材的方式。

3.1 化學(xué)工藝方面

首先，由于順丁橡膠裝置中產(chǎn)生酸性物質(zhì)的主要是三氟化硼乙醚絡(luò)化合物所形成的硼酸，最簡(jiǎn)單的方式是，通過(guò)減少三氟化硼乙醚絡(luò)化合物的應(yīng)用來(lái)減少硼酸的生成量，或者改變現(xiàn)有的催化劑體系，采用新的催化劑產(chǎn)品來(lái)代替三氟化硼乙醚絡(luò)化合物產(chǎn)品。同時(shí)，也可以通過(guò)降低酸性催化劑的含量來(lái)降低酸性轉(zhuǎn)換率。

其次，通過(guò)中和反應(yīng)來(lái)減少酸性腐蝕。酸與堿的中和作用屬于化學(xué)手段，在順丁橡膠裝置中加入堿化系統(tǒng)，通過(guò)堿液的作用實(shí)現(xiàn)酸堿中和；應(yīng)該說(shuō)這種方法在理論上是非常可行的，但是在工業(yè)化的操作中還存在一些問(wèn)題，主要是由于丁二烯等物質(zhì)不能夠溶于水且存在較多，形成獨(dú)特的“油包水”現(xiàn)象，中和效果并不理想。為此，堿洗一般會(huì)進(jìn)行多次，并配合水洗來(lái)進(jìn)行。

3.2 物理工藝方面

除了化學(xué)手段之外，物理手段同樣可以實(shí)現(xiàn)防腐蝕的措施，這主要從作用于設(shè)備管線的角度進(jìn)行防范。結(jié)合發(fā)生腐蝕的現(xiàn)狀，一般設(shè)備的管線都是金屬材料制造的，例如不銹鋼材。可以通過(guò)更換防腐蝕性的特地樹(shù)脂材料或者高分子材料來(lái)代替原有設(shè)備管線。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于更換方便，施工速度更快，同時(shí)在維護(hù)工藝上更加簡(jiǎn)單。但是，物理方法本質(zhì)上還是一種“治標(biāo)不治本”的消極方式，同時(shí)全部更換設(shè)備管材也會(huì)造成很高的成本，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)是一種壓力。

物理手段的采用原則是在特殊的部位進(jìn)行修改，尤其是在一些動(dòng)態(tài)性較強(qiáng)的部分。

綜上所述，作者認(rèn)為采取物理和化學(xué)方法相結(jié)合的方式，可以完美地解決腐蝕性問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

在化工產(chǎn)業(yè)中各類裝置的腐蝕是不可避免的，但可以通過(guò)相對(duì)應(yīng)地措施來(lái)進(jìn)行預(yù)防。順丁橡膠裝置的防腐蝕性研究目前還不成熟，需要從工藝和設(shè)備兩方面進(jìn)行改造，這樣才能夠從根本上消除腐蝕性的影響。

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