炼油设备腐蚀与防护技术新进展分析

发表时间:2021/4/15   来源:《科学与技术》2021年2期   作者:刘宜鑫
[导读] 石油是我国重要而宝贵的能源之一,
        刘宜鑫
        中国石油四川石化有限公司        611930
        摘要:石油是我国重要而宝贵的能源之一,对于促进社会经济发展具有非常重要的意义,对原油进行炼化是生产石油的关键环节,炼油质量直接关系到石油的生产效益。由于原油内包含有多种酸性物质,具有一定腐蚀性,因而炼油设备发生腐蚀在所难免,炼油设备腐蚀不仅影响着石油的安全生产,更是对炼油企业长久发展和财产安全构成一定威胁。我国炼油厂为防范炼油设备腐蚀已逐渐加强防护,防腐蚀能力得到明显提升,本文将对我国现阶段炼油设备腐蚀问题与防护技术进行研究分析,总结发展成果,希望为促进炼油企业健康发展提供借鉴和参考。
        关键词:石油;炼油设备;腐蚀;防护技术;防护工艺

        炼油设备在石油炼化过程中发生腐蚀问题是普遍存在的,这也是当前许多炼油企业共同面临的难题之一,炼油设备一旦发生腐蚀不仅会给企业造成较大的经济损失,严重时还会危及到生产人员的生命安全,甚至造成巨大的环境污染。针对炼油设备腐蚀问题加强防护是当前炼油企业管理的重点,为保证炼油设备能够长期、安全稳定运行,需要采取必要的防护技术,减少和杜绝炼油设备腐蚀现象。
1炼油设备腐蚀机理及分类
        在原油炼化过程中,原油中所含有的酸性物质是造成炼油设备腐蚀的根本原因,硫化物、环烷酸等都是最常见的易造成设备腐蚀的化学物质。当前我国开采的原油中硫化物含量不断增加,而在原油炼化过程中又必须经过高温高压处理。在温度上升到1200℃时,原油中的硫化物会发生分解,从而通过多种途径造成设备腐蚀。若炼油设备为不锈钢材料,则发生电化学腐蚀的几率较低,若采用的是碳钢材料,则可能发生H2S-HCL-H2O型腐蚀,这是电化学腐蚀的一种。H2S-HCN-H2O型腐蚀对设备表面的保护膜会造成严重损坏,当设备所用材料的抗腐蚀性能一般时,就会发生严重的腐蚀问题。连多硫酸型腐蚀往往发生在设备的焊接区域,设备处于停运状态时,焊接物质就会在高温的作用下产生硫酸,对设备产生影响。除硫化物外,环烷酸也是造成设备腐蚀的另一个重要因素,在原油的酸性物质中环烷酸含量往往居首位,随着我国低酸原油的逐渐减产,含酸原油大量生产,原油酸值不断上升,环烷酸含量也随之升高,对设备的腐蚀影响也越来越突出。当温度达到3500℃时,炼油环境中会发生一系列连锁反应加速设备腐蚀,继续升温的情况下环烷酸会发生气化,使设备表面的金属保护性物质失效,从而加大设备腐蚀程度[1]。炼油过程中若空气中含有氢气,就会和设备中的气体、水等发生反应导致氢析出,影响设备的力学性能,使设备钢材料中的金属晶格出现变形移位,金属原有的延伸力与韧性也会大大降低,设备的易脆性会随之升高,从而造成设备开裂,严重影响原油炼化安全。氢腐蚀一般发生在低温情况下,而且具有不可逆转性,在高强度钢结构设备中比较常见。
2炼油设备腐蚀原因分析
        原油炼化是生产石油的关键环节,炼油质量直接与石油品质挂钩,高效、稳定的生产高品质石油有利于提升炼油企业的经济效益。在原油炼化过程中出现炼油设备腐蚀主要来源于两个方面的原因,一是炼油设备老化失修,材料质量相对于当前的炼油水平趋于落后,炼油设备本身并不具有良好的抗腐蚀性能。

另一方面与人员管理不到位有关,目前我国高含硫、高含酸等原油的掺炼量逐渐增加,设备腐蚀问题也愈加严重,一些自动化较强的炼油设备内部组件结构复杂,运行管理难度更大,若管理人员安全防范意识低,对炼油设备腐蚀的严重后果缺乏正确认识,就难以主动采取防范管理措施,继而埋下安全隐患,造成设备腐蚀、原油泄漏等一系列问题[2]。
3炼油设备腐蚀防护的进展成果
        随着对炼油设备腐蚀问题的逐渐重视,人们对设备结构和材料都进行了一定的改进创新,一些新型炼油设备已经具备了较强的抗腐蚀能力。科学技术的进步使越来越多的新材料和新工艺被应用于设备防腐蚀工作中,我国也取得了许多新进展和研究成果,结合国内相关文献报道及实践经验,主要体现在以下几个方面:
3.1炼油企业的防腐蚀工作不断加强
        炼油企业以及管理人员逐渐意识到炼油设备腐蚀问题的严重性,越来越多的企业将设备防腐蚀工作列为重点管理项目之一,在一些大型现代化炼油企业更是将设备防腐蚀工作贯穿始终。通过各个层级管理人员的严格培训,工作人员的防腐蚀意识与防腐蚀能力得到显著提升,相关企业向员工发放防护小册子,让员工能够系统掌握腐蚀防护技能,确保在工作中能够主动发现并有效解决炼油设备出现的常见腐蚀问题,大大规避了事故风险,降低了设备腐蚀几率[3]。
3.2腐蚀监测得到持续强化
        要想及时发现炼油设备腐蚀问题,需要通过科学系统的监测工作来实现,一直以来炼油企业逐渐意识到腐蚀监测的必要性,并在设备腐蚀管理中持续提高监测工作的重要地位。大型炼油企业拥有一套系统完整的腐蚀监测数据,这大大提高了企业对设备腐蚀的管理能力。在互联网信息技术大力发展的背景下,企业通过互联网平台建立起庞大的数据管理系统,使腐蚀数据得到更加规范的管理和高水平的应用。在新型技术的影响下,精准的监测数据可以指导企业开展科学有序的防腐蚀工作,准确了解和掌握炼油设备的腐蚀速度、腐蚀程度和剩余使用寿命,让企业的防腐蚀管理决策更加合理有针对性。
3.3防腐蚀工艺不断改进
        我国近年来在炼油设备防腐蚀工艺方面获得了显著提升,无论是材料表面处理工艺还是防护技术都得到改进优化,新型防腐材料更是层出不穷,给防腐蚀工作带来了巨大帮助。如今常用的防护工艺包括注缓蚀剂、电脱盐、注有机氨等,其中电脱盐工艺可以有效降低原油内盐成分的含量水平,使之低于3mg/L,此种方法可以使设备的使用寿命延长数倍。目前电脱盐技术设备已经更新至第五代,但我国炼油企业所使用的设备大多为初级设备,有必要对电脱盐工艺设备进行更新换代,着重研究工艺系统改进。
4结语
        目前我国开采的原油质量参差不齐,一些酸值较高的原油对炼油设备的影响是显著的,可加快设备腐蚀速度,针对设备防腐蚀问题,炼油企业不断优化创新,逐渐提高对防护管理的重视程度,同时引入了更加先进的防护工艺与新型材料。与国外相比我国的炼油工艺发展起步晚,在设备防腐蚀方面也存在着诸多问题,但经过长久的经验积累和深入研究,已逐步攻克一些难题,相信在不久的将来我国炼油设备防腐蚀问题将得到更加科学有效的解决,从而为设备长周期运行奠定基础。
        
参考文献:
[1]安清泉. 炼油厂设备腐蚀减薄与防护研究[J]. 中国设备工程,2019(10):111-112.
[2]杜柏龙. 炼油设备腐蚀与防护管理策略研究[J]. 化工管理,2019(26):143-144.
[3]朱爱娟. 炼油厂设备腐蚀机理与防护措施研究[J]. 中国石油和化工标准与质量,2019,39(22):15-16.
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