煉油化工熱交換器的腐蝕泄漏問題及處理措施

陳振春

摘要：煉油化工的生產(chǎn)環(huán)境比較復(fù)雜，再加上熱交換器管束與其所接觸的介質(zhì)之間所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致煉油化工設(shè)備因腐蝕出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到煉油化工企業(yè)的發(fā)展，延長作業(yè)時(shí)間，增加運(yùn)營經(jīng)費(fèi)的投入。

關(guān)鍵詞：煉油化工設(shè)備;熱交換器;腐蝕泄漏;防護(hù)措施

引言

熱交換器是煉油化工設(shè)備的重要組成部分。但是其在工作中由于運(yùn)行環(huán)境比較復(fù)雜，受到外界不同的因素而造成腐蝕泄漏，存在著火、爆炸、非計(jì)劃停工等安全隱患，針對煉油廠熱交換器的腐蝕泄漏問題，提出了有效的處理措施。

1煉油化工設(shè)備熱交換器的應(yīng)用

在生產(chǎn)過程中，煉油化工設(shè)備熱交換器是一種將熱量中的部分能量轉(zhuǎn)移到流體中的裝置，我們將其稱為熱交換器。其主要用于石油化工，煤化工和一些火力發(fā)電廠的工業(yè)系統(tǒng)。熱交換器一般用于生產(chǎn)過程中生產(chǎn)材料的加熱、冷卻和蒸發(fā)，根據(jù)其使用目的和熱交換分為加熱器、冷卻器和冷凝器。

2煉油化工生產(chǎn)中熱交換器的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1蒸餾裝置

煉油化工生產(chǎn)中用到的原油絕大多數(shù)屬于含硫原油，因?yàn)榱蚩梢耘c空氣中的氧氣、水發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)二氧化硫、三氧化硫，這些硫化物質(zhì)具有較強(qiáng)的腐蝕性，它們與金屬物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，使金屬結(jié)構(gòu)變得蓬松、脆弱，進(jìn)而降低金屬材料的性能與質(zhì)量。例如，在煉油過程原油與某各蒸餾裝置分餾塔頂部接觸，原油中的硫元素會(huì)對分餾塔的頂部產(chǎn)生腐蝕作用;當(dāng)原油通過冷凝冷卻系統(tǒng)時(shí)，在硫化氫、硫化氫和水的作用下會(huì)加劇腐蝕。盡管不少煉油化工企業(yè)將Ni-P、碳鋼等作為熱交換器的制作材料，但是腐蝕穿孔現(xiàn)象依然頻繁發(fā)生，導(dǎo)致原油流入殼程汽油中，進(jìn)而降低生產(chǎn)質(zhì)量。

2.2催化裂化裝置

煉油化工工作的開展離不開催化裂化裝置的支持，但是催化裂化設(shè)備在生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生硫化氫氣體和氯化氫氣體，這兩種氣體均會(huì)對換熱設(shè)備管產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕作用。通過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，煉油化工過程中用到的裝置抽提、預(yù)加氫、催化裂化重整等系統(tǒng)所運(yùn)用到的冷換設(shè)備管束，均存在嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。

2.3加氫裂化裝置

加氫裝置是煉油化工生產(chǎn)中出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象比較嚴(yán)重的一類設(shè)備，主要是因?yàn)镹H4Cl和NH4HS能在管束中結(jié)垢，進(jìn)而產(chǎn)生電化學(xué)作用，導(dǎo)致加氫裂化裝置出現(xiàn)蝕坑。在煉油化工生產(chǎn)過程，高硫原油中含有的硫元素越多，加氫裂化裝置對高壓空冷器管束所產(chǎn)生的腐蝕作用越大。如果將高壓空冷器管束從加氫裂化系統(tǒng)中移出，高壓分裂器和低壓分類器水樣中鐵離子與硫化氫的含量明顯增加。

3煉油化工設(shè)備熱交換器的腐蝕泄漏問題處理措施

3.1防腐涂料的應(yīng)用

防腐涂層可在熱交換器表面與外界之間形成隔離屏障，最大限度地減少外部熱交換器造成的損害，并在減少熱交換器的腐蝕方面發(fā)揮重要作用。現(xiàn)在用的涂料基本上是無機(jī)涂料與金屬涂料。采用無機(jī)涂料對熱交換器表面進(jìn)行噴涂，在施工中要嚴(yán)格注意每道工序，噴涂后，需要高溫烘烤以確保涂層質(zhì)量。金屬涂料是用電鍍火焰進(jìn)行噴涂，會(huì)使熱交換器表面發(fā)生變形，必須嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，才能達(dá)到噴涂效果。未來可以研發(fā)一些新型涂料，進(jìn)一步強(qiáng)化對于機(jī)械設(shè)備的防護(hù)性能。

3.2密封改良方案

為了確保熱交換器的良好密封性能，必須考慮更好的密封材料來解決密封泄漏事件。其中，金屬纏繞墊片和波齒復(fù)合墊具有較好的密封性能，剛性和強(qiáng)度高于石棉墊片，可以減少墊片的變形，提高熱交換器的密封性能。

3.3犧牲陽極保護(hù)法

熱交換器在運(yùn)行期間會(huì)形成電化學(xué)腐蝕，犧牲陽極保護(hù)方法可有效預(yù)防腐蝕。發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，陰陽極之間產(chǎn)生腐蝕電流，采用電極電位比被防腐體低的金屬并與被防腐體接觸，利用低電位金屬的腐蝕電流作為高電位被防腐體的防腐蝕電流，這種腐蝕方法稱為犧牲陽極保護(hù)法。對于碳鋼管束，若選擇鋁作為陽極，容易形成氧化膜，反而不產(chǎn)生腐蝕電流，所以選擇鋅作為犧牲陽極比較合適。

3.4添加緩蝕劑法

金屬的腐蝕是金屬在電解質(zhì)溶液中發(fā)生陽極過程和陰極過程的結(jié)果，緩蝕劑的加入，可以起到阻滯任何-過程的進(jìn)行或同時(shí)阻滯兩個(gè)過程的進(jìn)行，從而減緩腐蝕速度的作用。緩蝕劑加入要在不影響工藝和產(chǎn)品的質(zhì)量下進(jìn)行。

3.5應(yīng)用防護(hù)襯里

化學(xué)工業(yè)通常含有一些腐蝕性很強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)。在選擇材料時(shí)，需要綜合分析熱交換器運(yùn)行情況，關(guān)注溫度、壓力、介質(zhì)等因素。常用材料（玻璃鋼，聚四氟乙烯，鈦，不銹鋼），金屬材料的價(jià)格相對較高，施工難度大，非金屬材料的價(jià)格便宜，但同時(shí)抵御惡劣環(huán)境的能力差。

4煉油化工設(shè)備熱交換器的清洗方法

4.1化學(xué)清洗法

化學(xué)清洗法是借助溶解反應(yīng)原理，通過清洗溶液與煉油化工設(shè)備表面的沉積物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在不拆除設(shè)備的前提下，對設(shè)備表面的雜物進(jìn)行清理，整個(gè)清洗過程簡單易行。但是，在運(yùn)用化學(xué)清洗法對煉油化工設(shè)備進(jìn)行清潔處理時(shí)，如果沒有科學(xué)選用清洗溶液，在清洗過程中會(huì)對設(shè)備性能與質(zhì)量造成一定破壞，使煉油化工設(shè)備出現(xiàn)腐蝕。通常情況下，煉油化工設(shè)備熱交換器清洗過程所選用的清洗溶液均屬于去污清潔劑，借助清洗溶液所具備的表面活性作用與凈化化學(xué)反應(yīng)，將煉油化工設(shè)備熱交換器清洗干凈。

4.2物理清洗法

物理清洗法是借助機(jī)械外力對污垢所產(chǎn)生的粉碎作用，將污垢從設(shè)備表面分離出去，以此達(dá)到清潔設(shè)備的目的。物理清洗法具有較高的安全性、高效性與環(huán)保性，整個(gè)清洗過程不會(huì)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，但是無法對內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備進(jìn)行清洗，在清洗的過程容易滯留下清洗死角。通常情況下，煉油化工設(shè)備所運(yùn)用到的物理清洗法主要有高壓噴射清潔法、超聲波清潔法以及管道移動(dòng)除垢法。

4.3生物清洗法

生物清洗法是借助微生物對油污的分解作用，將熱交換器表面的油污分解成無毒、無害的物質(zhì)。因?yàn)檫@種物質(zhì)易于溶于水，最后可借助水的作用將分解物質(zhì)從熱交換器表面清除。

5 結(jié)語

綜合以上結(jié)論，解決煉油化工設(shè)備熱交換器的腐蝕泄漏問題，要做好防腐涂料的應(yīng)用、密封改良方案、犧牲陽極保護(hù)法、熱交換器的運(yùn)行管理及熱交換器清洗等工作，可以采用生物、物理、化學(xué)等方法進(jìn)行清洗，從多方面提升熱交換器運(yùn)行的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

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