顺丁橡胶装置设备腐蚀原因分析及防腐蚀措施

刘潇 李澍强 朱效利(四川石化公司生产六部,四川 彭州 611930)

1 顺丁橡胶装置腐蚀状况分析

基于石油产业所使用的顺丁橡胶装置产品一旦发生腐蚀现象，就会造成生产停工的现象，持续作业会导致管线崩裂、污染物泄漏等事故，严重影响联合生产的正常进行，甚至会造成重大的安全事故。

中国石油公司某分公司从2010年正式投入生产，2012年开始出现装置泄漏事件，经检查主要原因集中在凝聚单元回收装置系统的腐蚀方面；在2013年，顺丁橡胶装置的腐蚀所导致的问题日益突出，在设备方面的表现为：出口阀体腐蚀泄漏、管线腐蚀泄漏、叶轮腐蚀脱落、回收容器罐出现腐蚀性裂缝等问题。以上腐蚀性问题中，有的出现一次后经过补救措施在较长一段时间内运行较为平稳，但还有一些腐蚀性问题经过修复之后依然频频出现腐蚀事故，较为严重的如回收溶剂水冷器。

2 顺丁橡胶装置发生腐蚀的原因分析

在进行腐蚀性问题预防之前，首先要搞清楚顺丁橡胶装置发生腐蚀问题的原因。

顺丁橡胶是我国目前生产规模最大的人工橡胶产业，顺丁橡胶产品的应用很广泛，尤其是在石油化工产业中，由于其具有较好的抗磨性、抗压性特点，所以很多适合很多装置的生产；在顺丁橡胶的生产过程中，人工合成材料想要实现高强度的特点，需要利用催化剂进行合成。其中三氟化硼乙醚络化合物就是主要的催化剂之一。

催化剂的特性是，本身不发生反应，不会造成能量和质量损失。但作为一种化学反应中介物质，它可以加速所需要的目的反应速度和效果，因此在工业化化学生产中存在一种催化剂回收工艺。由于催化剂不参与反应，那么在回收不彻底的情况下，催化剂就会残留在顺丁橡胶生产的胶液中，并随着胶液的转移进入存储罐；随之进行“闪蒸”工艺，即在液体饱和状态下迅速降低压力，这一过程中会有大量的丁二烯和残余三氟化硼乙醚络化合物析出。

气体物质析出之后经过回收可以继续使用，但残留出来的丁二烯和三氟化硼乙醚络化合物等物质就会与凝结出来的水分子结合，然后形成氢氟酸和硼酸等物质。在酸性物质的作用下，就会导致顺丁橡胶装置的腐蚀性出现。

从化学性质角度分析，氢氟酸主要的腐蚀对象是金属类物质，它本身就是化学工艺中常用的电解质溶液。金属元素的化学性质非常活跃，遇到氢氟酸就会变成“电池”，发生电化学反应，腐蚀现象自然就无法避免。

3 顺丁橡胶装置防腐措施策略

鉴于顺丁橡胶的优质特性，国内外都在大量生产和应用，所以在生产方面的工艺技术也比较成熟。但是，相对于顺丁橡胶自身容易产生腐蚀性的特点，目前还没有特别优质的解决方法，尤其是在石油工业中对生产管线的腐蚀现象。要彻底解决这一问题，可以通过化学方式和新材料管材的方式。

3.1 化学工艺方面

首先，由于顺丁橡胶装置中产生酸性物质的主要是三氟化硼乙醚络化合物所形成的硼酸，最简单的方式是，通过减少三氟化硼乙醚络化合物的应用来减少硼酸的生成量，或者改变现有的催化剂体系，采用新的催化剂产品来代替三氟化硼乙醚络化合物产品。同时，也可以通过降低酸性催化剂的含量来降低酸性转换率。

其次，通过中和反应来减少酸性腐蚀。酸与碱的中和作用属于化学手段，在顺丁橡胶装置中加入碱化系统，通过碱液的作用实现酸碱中和；应该说这种方法在理论上是非常可行的，但是在工业化的操作中还存在一些问题，主要是由于丁二烯等物质不能够溶于水且存在较多，形成独特的“油包水”现象，中和效果并不理想。为此，碱洗一般会进行多次，并配合水洗来进行。

3.2 物理工艺方面

除了化学手段之外，物理手段同样可以实现防腐蚀的措施，这主要从作用于设备管线的角度进行防范。结合发生腐蚀的现状，一般设备的管线都是金属材料制造的，例如不锈钢材。可以通过更换防腐蚀性的特地树脂材料或者高分子材料来代替原有设备管线。这种方法的优点在于更换方便，施工速度更快，同时在维护工艺上更加简单。但是，物理方法本质上还是一种“治标不治本”的消极方式，同时全部更换设备管材也会造成很高的成本，对企业的生产运营是一种压力。

物理手段的采用原则是在特殊的部位进行修改，尤其是在一些动态性较强的部分。

综上所述，作者认为采取物理和化学方法相结合的方式，可以完美地解决腐蚀性问题。

4 结语

在化工产业中各类装置的腐蚀是不可避免的，但可以通过相对应地措施来进行预防。顺丁橡胶装置的防腐蚀性研究目前还不成熟，需要从工艺和设备两方面进行改造，这样才能够从根本上消除腐蚀性的影响。

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