煉油廠設備腐蝕與防護

時間：2025-11-02 07:27:55 碩士畢業論文

煉油廠設備腐蝕與防護

　　煉油廠設備腐蝕與防護

　　【摘要】當前，作為國民經濟支柱產業的石化行業，近幾年來由于原油處理量和進口原油的增多，原油品種多樣化和原油含硫含酸值的不斷增大，在原油加工過程中，這些物質會變成或分解為活性腐蝕性介質，腐蝕設備。

　　腐蝕問題已變得相當嚴重，給石化行業的安穩長滿優生產帶來了嚴重威脅。

　　其不僅使很多煉油廠由于腐蝕造成很大的損失，而且還引起對環境的污染和資源材料的消耗。

　　因此，做好腐蝕與防護工作具有很重要的意義。

　　本文分析煉化設備的腐蝕原因及腐蝕機理，介紹了設備的防腐技術，在此基礎上總結并提出了一些防腐措施。

　　【關鍵詞】設備腐蝕防護

　　隨著我國許多油田開采進入中后期以及進口原油的增加，原油硫含量、酸值、鹽含量、重金屬含量都在不斷增加。

　　腐蝕逐步成為制約煉油廠安全平穩生產的主要問題。

　　由于我國很多煉化設備當時不是按照目前原油的性質設計的，這樣就使得我國石油煉化設備的腐蝕問題日趨嚴重，采取經濟而有效的防腐措施已迫在眉睫。

　　近年來，已加大了對設備防腐與工藝防腐資金的投入。

　　新技術、新材料、新工藝不斷涌現，然而，由于設備所處的腐蝕環境可能相差較大，所以任何一種防腐措施都不能稱為解決腐蝕的萬能對策。

　　只有將專業防腐蝕與防腐蝕綜合管理緊密結合形成一個完整的體系，并采取綜合治理的防護技術，才可能切實實現設備的長周期運行以及設備的防腐蝕工作才能逐步進入規范化管理。

　　一、加強管理和腐蝕監控

　　(一)建立健全的全廠腐蝕管理網絡

　　要形成由廠領導牽頭，主管科室、生產車間、科研檢測部門等組成的一體化腐蝕管理體系。

　　各部門都應建立相應的設備工藝防腐蝕臺帳，對腐蝕事故、重點腐蝕監控部位、防腐蝕措施等進行詳細認真的記錄和管理。

　　廠有關部門應制訂嚴格的腐蝕控制指標，加大防腐蝕措施，尤其是加大對工藝防腐蝕措施的考核力度，以提高各單位對腐蝕防護管理的重視程度。

　　(二)設備防腐蝕要從設計和管理入手

　　對于煉油廠的腐蝕與防護，設計和施工過程的管理相當重要。

　　在設計過程中，設計人員應當充分分析設備可能存在的腐蝕環境，判斷可能發生的腐蝕類型，針對性進行設備材質的選擇，并考慮對應工藝防腐措施，保證設備的安全運行。

　　(三)腐蝕監檢測是煉油廠防腐蝕的重點工作

　　常用的腐蝕監檢測方法有腐蝕掛片、腐蝕探針、定點測厚、腐蝕介質分析等。

　　腐蝕監測的關鍵在于定點定人，即監測部位要確定，監測人員要固定。

　　腐蝕監測首先確定腐蝕發生的典型位置，力爭找到腐蝕最嚴重的部位進行監測，以避免人力物力的浪費。

　　以常減壓裝置常壓塔塔頂系統腐蝕為例，重點監測部位應在露點發生從而形成H2S+HCL+H2O腐蝕的位置，因此，可通過常頂組分分析和計算，找到露點發生的溫度范圍，也可以采用常頂腐蝕模擬器來分析露點溫度。

　　然后以露點溫度為基礎，確定腐蝕發生的設備及管道部位。

　　不僅是監測位置的選擇，常頂工藝防腐蝕措施(注緩蝕劑、注中和劑、注水)位置的選擇也應以此為標準，以保證藥劑發揮最大的腐蝕防護效用。

　　(四)加強裝置運行過程中的腐蝕控制

　　為了防止設備腐蝕，很多生產裝置都建立了相應的開停工方案和運行方案，如加氫裝置運行中防止腐蝕的水沖洗方案、奧氏體不銹鋼設備的停工堿洗方案等。

　　在裝置運行過程中要嚴格按照操作方案進行。

　　開工過程中，內部涂刷防腐涂料的設備應注意蒸汽吹掃環節，防止涂料由于不耐濕熱環境而剝離脫落，造成防腐蝕措施失效。

　　停工過程中，應加強設備管道的吹掃和排空，防止工藝介質或水的積存，造成設備在停工期間發生腐蝕。

　　另外，當工藝操作參數(如溫度、壓力、流速等)發生變化時，應及時調整腐蝕控制方案。

　　生產車間對腐蝕嚴重的設備管線應當建立腐蝕事故應急處理方案。

　　(五)加強檢修過程中的腐蝕控制

　　檢修過程中除對設備和管道進行測厚普查外，還應當成立專門的腐蝕調查小組，對裝置進行全面的腐蝕調查，調查范圍包括塔、容器、加熱爐、冷換設備、管道等。

　　對腐蝕嚴重的部位要進行照相，并采集腐蝕產物或垢樣進行全分析，以判斷腐蝕機理。

　　如果發生腐蝕開裂現象，還應該選取腐蝕部位金屬材質進行金相分析。

　　腐蝕調查完成后，應當及時總結，向有關部門匯報，以指導檢修計劃的制訂。

　　二、加強企業員工的腐蝕與防護教育

　　設備的腐蝕防護是一項貫穿企業上下的工作，要作好防腐蝕工作，必須對各個層次參與防腐蝕的人員進行培訓教育，包括廠領導、工程技術人員和操作維修工人。

　　企業可以通過講座、培訓等方式，或印制下發設備腐蝕防護普及知識小冊子，使員工了解掌握腐蝕與防護的基礎知識，提高他們對腐蝕的認識，以利于腐蝕防護工作的開展。

　　(一)要發揮腐蝕監測的作用，腐蝕監檢測數據的管理和分析利用十分重要。

　　目前，各煉油廠都積累了大量的腐蝕監檢測數據，應充分利用企業的互聯網資源，建立一個設備及腐蝕數據庫管理系統，以實現腐蝕數據管理的規范化和共享化。

　　另外，目前很多數據沒有充分發揮腐蝕監測的指導作用。

　　應建立一套完善的腐蝕關聯公式，如將腐蝕監檢測基礎數據與設備腐蝕速度、使用壽命等進行關聯，這樣就可以將腐蝕監檢測數據直接轉化為一個設備腐蝕速度或使用壽命的評估值，使腐蝕監測結果更為直觀，方便車間及管理部門進行防腐蝕決策。

　　(二)要加強先進腐蝕監控技術(如腐蝕在線監測系統、pH值在線監測系統等)的應用，并以此為基礎建立―套完整的自動加藥控制系統來控制防腐蝕藥劑的注入，防止無效費用的發生。

　　(三)要充分發揮定點測厚對設備、管道的腐蝕監測和腐蝕控制作用。

　　國外在這方面起步較早，所投入的人力物力較多。

　　如阿莫科公司，在一生產廠的30個生產裝置中設置了上萬個測厚點，每個車間都有專人負責定點測厚。

　　這樣，不僅摸清了裝置的腐蝕規律，也將整個裝置的腐材、工藝設計、結構設計等方面出發，盡可能消除腐蝕隱患。

　　應加強對防腐蝕方案設計的審核，征求相關腐蝕防護專家的意見，以保證方案切實可行。

　　在施工過程中，要加強防腐施工質量的檢驗，尤其是施工過程中隱蔽環節(如涂裝過程中的表面處理環節)的監督和檢驗。

　　三、加強防腐蝕新技術的考察和應用管理工作

　　目前，國內開發了許多新型腐蝕防護技術，如新型材料和表面處理技術、中和緩蝕劑等。

　　煉油廠在實際應用時不僅要注重其防腐蝕效果，還要進行經濟效益評估，并考察新技術是否會對產品、工藝操作等產生負面影響。

　　要有專門的部門進行防腐蝕新技術的管理。

　　(一)新的防腐材料的不斷出現擴大了防腐工作的合理選材空間，如根據不同的腐蝕介質、環境溫度、壓力等具體情況選擇更耐蝕的的防腐材料。

　　例如美國石油協會API571《影響煉油工業固定設備損傷機理》中詳細給出了各類煉油廠裝置主要腐蝕機理以及相關選材及防腐要求;《中石化選材導則》也針對國內現狀指出了煉油廠主要裝置不同生產單元、部位的設備推薦材質。

　　(二)材料表面改性工藝技術，如表面滲鋁技術、表面滲鋅、不銹鋼煉化設備表面轉化膜技術、高溫涂層技術、非晶態鎳-磷鍍技術、耐蝕材料的表面堆焊技術等。

　　這些材料表面改性工藝技術在設備的防腐蝕方面發揮了很大的作用，但由于有些管線、塔器長度或體積較大，有些表面改性技術還不能很好的應用，所以在這些技術的應用方面尚需做更多的研究開發工作。

　　(三)工藝防腐技術的不斷改進使得原油中的有害物質對設備的腐蝕大大降低。

　　在原油煉化過程中目前主要還是集中在“一脫四注”工藝的改進上。

　　近年來由于原油的劣質化傾向日趨嚴重，許多油田都處在中晚期開采，高粘度、高酸值、高硫、高金屬含量和高含鹽量原油的產量都明顯增加，尤其是三次采油加入大量的乳化劑、驅油劑，使原油的電脫鹽/電脫水越來越困難，許多煉油廠的電脫鹽都達不到中國石化生產部門規定的鹽含量小于5mg/L和含水量(v/v)小于0.2%的基本要求。

　　有的煉油廠的鹽含量常在10mg/L以上，使常減壓裝置的腐蝕率迅速增大，許多塔頂設備不得不采用鈦合金制造。

　　所以完善“一脫四注”煉油設備工藝防腐蝕技術體系的管理措施，在今后一段時間內仍將是石油化工設備防腐蝕的工作重點。

　　(四)在線腐蝕監測技術的發展，腐蝕監測技術是利用各種儀器工具和分析方法。

　　確定材料在工藝介質環境中的腐蝕速率，及時反饋設備腐蝕信息，從而采取有效的措施減緩腐蝕。

　　目前中石油及中石化煉油廠已廣泛使用了在線腐蝕電感探針、PH探針，以及在線定點測厚探針，通過專用線纜或無線形式進行實時腐蝕速率、PH值、管道壁厚的數據采集，再利用專用數據服務器及管理軟件進行數據匯總分析，使裝置管理人員能夠及時在網上查閱，對裝置工藝設備防腐管理起到了積極作用。

　　我國煉油行業起步較晚，落后國外幾十年，因此，目前我們所遇到的問題，在國外很早就發生過，并進行了系統全面的研究。

　　如加氫反應系統空冷的腐蝕問題，國內從20世紀90年代以后才開始發生，而國外早在20世紀70年代就開展了十分詳細的研究，并總結實施了各種防腐蝕措施。

　　我們應當加強國外同行業的腐蝕資料調研，跟蹤國外最新防腐蝕動態，總結先進的腐蝕防護經驗，為企業更好地采取防腐蝕措施提供思路。

　　另外，要加強與同行之間的技術交流，打破技術壁壘，互通有無，借鑒其它廠家的先進經驗。

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