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        煉油化工熱交換器的腐蝕泄漏問題及處理措施

        2020-06-27 14:06:18陳振春
        石油研究 2020年4期
        關(guān)鍵詞:熱交換器防護(hù)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)時間,增加運營經(jīng)費的投入。

        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,因為硫可以與空氣中的氧氣、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,在硫化氫、硫化氫和水的作用下會加劇腐蝕。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)會產(chǎn)生硫化氫氣體和氯化氫氣體,這兩種氣體均會對換熱設(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,主要是因為NH4Cl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?,F(xiàn)在用的涂料基本上是無機涂料與金屬涂料。采用無機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)一步強化對于機械設(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

        熱交換器在運行期間會形成電化學(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,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)行或同時阻滯兩個過程的進(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的化學(xué)物質(zhì)。在選擇材料時,需要綜合分析熱交換器運行情況,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),金屬材料的價格相對較高,施工難度大,非金屬材料的價格便宜,但同時抵御惡劣環(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,整個清洗過程簡單易行。但是,在運用化學(xué)清洗法對煉油化工設(shè)備進(jìn)行清潔處理時,如果沒有科學(xué)選用清洗溶液,在清洗過程中會對設(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,整個清洗過程不會出現(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)。因為這種物質(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行的安全平穩(wěn)運行。

        參考文獻(xiàn):

        [1]張寶坤.煉油化工設(shè)備熱交換器的腐蝕泄漏問題及處理措施探析[J].化工管理,2019(6):24-25.

        [2]劉超平.煉油化工設(shè)備熱交換器的密封泄漏問題及處理措施分析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2017(14).

        [3]唐傳玉,崔淑秋.列管式熱交換器缺陷換熱管局部更換修復(fù)[J].石油化工設(shè)備,2018,47(2):51-55.

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