金丹（中石化洛陽(yáng)工程有限公司 河南洛陽(yáng) 471003）

引言：

煉油裝置是如今石油的煉化中最重要的一環(huán)。而加熱爐是煉油裝置中最重要的一個(gè)部分。加熱爐的正常運(yùn)行是關(guān)系著煉油裝置煉油質(zhì)量的好壞的重要關(guān)鍵。而對(duì)于加熱爐的腐蝕原因來(lái)說(shuō)不僅僅只有加熱物料中包含的腐蝕介質(zhì)對(duì)加熱爐進(jìn)行腐蝕，還有燃料中生成的腐蝕介質(zhì)也會(huì)使得煉油裝置的加熱爐爐管內(nèi)外、空氣預(yù)熱器、加熱爐的爐膛和煙道及附件等部位產(chǎn)生各式各樣的腐蝕。另外，還有機(jī)械的沖刷也會(huì)對(duì)煉油裝置的加熱爐腐蝕過(guò)程起到推動(dòng)的作用。

一、煉油裝置加熱爐的腐蝕情況

對(duì)煉油裝置加熱爐的腐蝕的情況是多種多樣的，隨著進(jìn)口原油比重的加大，原油中的酸、硫、重金屬含量也呈現(xiàn)一個(gè)上升的趨勢(shì)。所以，對(duì)于煉油裝置的加熱爐的腐蝕情況是不能一概而論的，最重要的應(yīng)該是對(duì)具體的問(wèn)題進(jìn)行具體的分析，煉油裝置的加熱爐的腐蝕的情況從以下的五個(gè)方面來(lái)做簡(jiǎn)要的分析：

第一，環(huán)烷酸、硫的腐蝕。

環(huán)烷酸（RCOOH）為原油中各種酸的混合物。環(huán)烷酸腐蝕和溫度有著密切的聯(lián)系。在220℃時(shí)腐蝕能力很弱，以后隨溫度的上升腐蝕能力逐漸加強(qiáng)，超過(guò)280℃后腐蝕能力又開(kāi)始隨溫度上升而減弱。環(huán)烷酸可以直接與爐管表面高溫部位的向火面管壁上鐵作用，生成油溶性的環(huán)烷酸鐵，隨介質(zhì)流出。

Fe+2RCOOH→Fe（RCOO）2+H2↑

原油中或多或少都含有硫，按硫含量的可分為三類：含硫低于0.5%稱為為低硫原油；含硫在0.5%～2%之間成為含硫原油；含硫高于2%稱為高硫原油。硫腐蝕重要取決于介質(zhì)中含硫化物的種類、含量和穩(wěn)定性。硫化物在高溫時(shí)會(huì)發(fā)生分解生成H2S，其可以與爐管內(nèi)表面高溫部分的鐵作用，生成硫化亞鐵，這是一種保護(hù)膜可以減低腐蝕速度。但是當(dāng)有環(huán)烷酸的存在時(shí)，其可以與這層保護(hù)膜發(fā)生作用，生成溶于油的環(huán)烷酸鐵，使得腐蝕重新回到環(huán)烷酸的腐蝕起主導(dǎo)作用。這也就是說(shuō)在低硫髙酸的情況下，發(fā)生的腐蝕更加的嚴(yán)重。

參與腐蝕反應(yīng)的有效硫化物含量越高則對(duì)爐管腐蝕就越強(qiáng)。并且，硫腐蝕不是孤立存在的，硫和無(wú)機(jī)鹽、環(huán)烷酸、水、氮、氫等其他腐蝕性介質(zhì)共同作用，形成多種復(fù)雜的腐蝕。

第二，高溫臨氫環(huán)境下的腐蝕。

為提高某一種產(chǎn)品的收益率，有時(shí)會(huì)在介質(zhì)中加入氫氣。此時(shí)經(jīng)常都需要在高溫高壓下進(jìn)行臨氫操作，在這種條件下氫氣可分解為氫原子，其存在可引起爐管的氫損傷。同時(shí)在高溫H2和H2S的共同作用下，比兩者單獨(dú)作用時(shí)發(fā)生的腐蝕要?jiǎng)×业亩唷Ｍ鶗?huì)發(fā)生氫鼓泡、氫脆、表面脫碳。從而進(jìn)一步引起開(kāi)裂、穿孔等。

第三，介質(zhì)線性沖刷的腐蝕。

爐管內(nèi)高溫的硫腐蝕、環(huán)烷酸腐蝕的同時(shí)，爐管還收到介質(zhì)流動(dòng)帶來(lái)的沖刷腐蝕。以常壓爐對(duì)流段急彎彎頭為列：通過(guò)對(duì)腐蝕情況的實(shí)際檢驗(yàn)和腐蝕部位的具體實(shí)驗(yàn)以及基本觀察可以看到對(duì)流段彎頭內(nèi)部減薄最明顯，高溫部位向火面腐蝕處帶銳角邊緣的流線溝槽和蝕坑，內(nèi)部有光滑的黑色膜的覆蓋。對(duì)腐蝕產(chǎn)物中所含的化學(xué)元素及其含量進(jìn)行射線能譜顯微分析，分析結(jié)果表明：腐蝕產(chǎn)物中既含有Cr、Mn、Si、Al等爐管材質(zhì)中所含有的元素，又含有 Fe、O、S、C、Cl、Ca 等腐蝕介質(zhì)中的所含的元素。

下面就是的腐蝕測(cè)厚點(diǎn)的圖片：

對(duì)流段急彎彎頭表格圖：

第四，爐管外壁介質(zhì)的腐蝕。

在高溫環(huán)境下，空氣中的氧會(huì)和金屬直接作用，生成鐵的氧化物，這種表面的氧化膜能起到保護(hù)基體的作用。但是燃燒中還存在著大量的CO2，其在高溫條件下會(huì)加速碳鋼的腐蝕速度。

2Fe+3CO2→Fe2O3+3CO

燃料中的硫燃燒產(chǎn)生SO2，其在高溫下能與鐵的氧化物可以形成低共熔化合物，增加了鐵的氧化速度，對(duì)碳鋼也是具有很強(qiáng)的腐蝕作用。

在以含釩重油為主要燃料時(shí)，由于燃燒產(chǎn)生的煙氣中有V2O5的存在，這種物質(zhì)可以使氧化膜被迅速的腐蝕氧化。只要是與煙氣接觸的爐管和金屬制件上均會(huì)發(fā)生。V2O5自身的融化點(diǎn)很低，氧化膜又會(huì)對(duì)它起催化作用，致使V2O5對(duì)于附著在金屬表面的氧化膜的融化點(diǎn)大大降低，其抗氧化能力也隨之而下降。

燃料中還可能存在有鋁礬土，在其催化作用下SO2可以分解出游離態(tài)的單質(zhì)S，高溫條件下單質(zhì)S與鐵直接反應(yīng)，進(jìn)一步的造成碳鋼的腐蝕。

高溫環(huán)境下還可能存在著熔鹽反應(yīng)，而使得其破壞了加熱爐的金屬保護(hù)膜。而導(dǎo)致高溫氧化硫化腐蝕的加劇進(jìn)而出現(xiàn)爐管高溫腐蝕。

如下圖是焦化裝置的高溫腐蝕的現(xiàn)象如下：

第五，低溫硫酸露點(diǎn)的腐蝕。加熱爐煙氣低溫硫酸露點(diǎn)腐蝕加熱爐的爐膛的腐蝕多發(fā)生在對(duì)流室的壁板處，表現(xiàn)在壁板的外壁起黑點(diǎn)、發(fā)紅，還表現(xiàn)在襯里的開(kāi)裂，而其原因是主要是燃料中含有的硫，燃燒時(shí)產(chǎn)生的SO2、SO3與水蒸汽共同在露點(diǎn)部位冷凝，生成稀硫酸，產(chǎn)生低溫露點(diǎn)腐蝕。低溫露點(diǎn)腐蝕不僅可以爐管均勻減薄，還能在煙灰沉積物處形成腐蝕坑。除此外，空氣預(yù)熱器冷壁管段以及煙囪等處經(jīng)常有低溫露點(diǎn)腐蝕的發(fā)生。

二、煉油裝置加熱爐的腐蝕應(yīng)對(duì)措施

通過(guò)上文的腐蝕情況的分析，我們很清楚的指導(dǎo)如果要對(duì)煉油裝置加熱爐上述的腐蝕問(wèn)題進(jìn)行解決那么就應(yīng)該從加熱爐的選材和其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)操作以及日常的檢查維護(hù)等各個(gè)方面采取有效的措施而達(dá)到提高加熱爐耐腐蝕性的目的。下面就以這些方面做簡(jiǎn)要的分析闡述：

第一，合理選用煉油裝置加熱爐的爐管耐腐蝕的材料。因?yàn)閷?duì)于煉油裝置加熱爐的爐管來(lái)說(shuō)只有正確的選用合適的加熱爐的耐蝕材料，才能夠做到真正而有效解決煉油裝置加熱爐的爐管內(nèi)由于被加熱介質(zhì)而引起的環(huán)烷酸沖蝕和硫化起磷以及氫損傷化學(xué)性等嚴(yán)重腐蝕問(wèn)題。

第二，采用聯(lián)合手段防止或減緩煉油裝置的露點(diǎn)腐蝕。這主要可以從爐膛壁以及空氣預(yù)熱器和煙囪進(jìn)行分析。制造應(yīng)該采用耐低溫腐蝕的材料、耐蝕燒結(jié)合金涂層或非金屬材料等，以及合理的設(shè)計(jì)管壁溫度，定期的清洗減緩腐蝕，對(duì)于易發(fā)生低溫露點(diǎn)腐蝕部位的金屬表面可以噴涂層防露點(diǎn)腐蝕專用涂料。采用以上措施時(shí)，還應(yīng)避免對(duì)加熱爐熱效率的過(guò)大影響。

第三，在煉油過(guò)程中對(duì)煉油的工藝的控制。這方面的問(wèn)題主要就是要正確的使用煉油的工藝，在正確合理選擇的煉油工藝之時(shí)還應(yīng)該同時(shí)要對(duì)含硫的煉油裝置燃料氣應(yīng)經(jīng)脫硫裝置正確的脫硫，防止硫酸的損害。還有應(yīng)該盡量避免采用含釩鈉高的熱爐燃料，以及盡量少用含鈉的爐灰清灰劑避免高溫釩熔融對(duì)加熱爐的腐蝕

第四，對(duì)煉油裝置加熱爐的維護(hù)以及檢查。對(duì)于糧油裝置加熱爐的維護(hù)以及檢查從整體來(lái)看主要可以從以下的三個(gè)方面進(jìn)行。其一，那就是按照我國(guó)在煉油行業(yè)的煉油加熱爐運(yùn)行管理的各種法定法規(guī)，第加熱爐的一些部位的定期或不定期的檢查以及對(duì)煉油裝置的加熱爐工藝指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)督抽查。其二，在煉油裝置的加熱爐的停工檢修時(shí)，應(yīng)該要用高新的現(xiàn)代化檢測(cè)技術(shù)來(lái)檢測(cè)煉油裝置加熱爐的爐管彎管的腐蝕和沖刷、爆皮情況，而且要做到對(duì)不符合要求的部位以及組成部分進(jìn)行維修或者更換。其三，那就是在煉油裝置的加熱爐的停工前，要仔細(xì)的對(duì)煉油裝置中的加氫裝置加熱爐按規(guī)范進(jìn)行堿洗避免應(yīng)力式爆裂。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，從上文的分析來(lái)看，煉油裝置的加熱爐的腐蝕是影響煉油裝置的加熱爐運(yùn)行的重要問(wèn)題，同時(shí)也是當(dāng)前我國(guó)整個(gè)煉油行業(yè)必須要解決的問(wèn)題。但是，我們要知道的是通過(guò)探究實(shí)踐發(fā)現(xiàn)以及解決煉油裝置的加熱爐的這個(gè)腐蝕問(wèn)題不是一時(shí)一刻能夠解決的，這是一個(gè)系統(tǒng)而長(zhǎng)久的工程。而且這不僅需要從煉油裝置的加熱爐的設(shè)計(jì)以及建造到使用維護(hù)以及檢查維修等等整個(gè)煉油裝置加熱爐運(yùn)行的全周期的各個(gè)環(huán)節(jié)入手，而且這還需要從煉油裝置的工藝以及煉油的技術(shù)上采取不同的應(yīng)對(duì)措施面對(duì)和消除各種可能產(chǎn)生煉油裝置加熱爐的腐蝕的因素，因?yàn)橹挥羞@樣才能最大程度上的避免煉油裝置加熱爐的腐蝕發(fā)生從而保證煉油裝置加熱爐長(zhǎng)周期正常的運(yùn)行而傳造出最大謹(jǐn)記效益。

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