关于石油炼制设备腐蚀的防治措施

2021-01-08 17:07成丽王建萍山东华星石油化工集团有限公司山东广饶257335
化工管理 2021年18期
关键词:防腐电化学金属

成丽,王建萍 (山东华星石油化工集团有限公司,山东 广饶 257335)

1 腐蚀概念及相关介绍

腐蚀本为一种化学概念,一般在专业化学用语中比较常见,是指化学概念下的物质本身与外界环境由于接触而发生某种作用,进而改变其物质本质属性的一种变化过程.该过程概括来讲,就是发生化学反应的过程。其化学反应发生是由于外界环境因素的作用,而化学反应发生的结果使材料物质本身各方面性质、性能发生了不可逆转的变化。当然,通俗意义上讲,人们口中所描述的腐蚀现象往往是针对金属物质,该腐蚀大多数指的是金属物质在外界环境的作用下发生的一系列改变,或者破坏金属物质本身性质的化学反应。总体来讲,腐蚀的发生必将会对物质材料本身产生一定的影响。

在石油企业的生产过程中,原油往往无法直接使用,需要通过一定的炼制和加工来形成石油。而就石油炼制过程中的腐蚀来讲,往往发生在炼制设备生产过程中。石油企业对原油进行加工和炼制的过程中,其原油中含有的一些硫和酸等各种元素会与石油炼制设备本身发生一定的化学反应,在石油炼制设备长时间使用的情况下,这些元素会与设备长时间作用,由此,石油炼制设备的腐蚀现象便产生。并且石油炼制设备使用时间越长,腐蚀现象越明显。这些石油炼制设备的腐蚀会严重影响石油企业的生产和发展,严重情况下,还会对石油企业相关生产人员造成一定的损伤。2石油炼制设备腐蚀的原因以及类型介绍从一定程度上来讲,世界上各种物质都在时刻发生着化学反应,石油炼制过程也是如此。而在石油炼制过程中,这种化学反应发生会产生一定的二氧化硫等硫化物,这些化学物质及其溶液与设备材料之间发生化学反应,造成腐蚀。以下将主要就石油炼制设备腐蚀的原因以及类型进行介绍。

2 石油炼制设备腐蚀原因、外在反应因素和类型

2.1 石油炼制设备腐蚀原因

2.1.1 设备腐蚀内在反应因素

石油炼制设备用于原油的加工以及生产工艺中。在石油炼制设备中,往往会进行各种各样的化学反应或者是电化学反应,而这些反应都会为炼制设备本身的腐蚀带来一定的推进作用。以下将介绍石油炼制设备腐蚀的内在反应因素。

2.1.2 化学腐蚀

炼油设备的化学腐蚀就是指设备材料和非电解质产生化学反应的一种腐蚀作用。由于化学环境中的腐蚀作用主要是发生在介质与材料间的电子作用中,而且不产生电流,对于干燥气体和非电解质溶液的腐蚀就属于化学腐蚀的主要腐蚀之一。还有一种腐蚀是硫化氢与重油反应形成硫醇和硫,在240 ℃以上的高温环境中容易发生腐蚀作用。再有一种常见的腐蚀环境就是环烷酸腐蚀,这种腐蚀作用主要发生在减压设备中,主要发生在减压塔的三四与第二管线的填料处。比起其他的腐蚀情况,减压与常压油管更容易发生腐蚀。因为这些设备的特殊属性使其有一个较快的运行速度,所以腐蚀程度较高,腐蚀速度较快。

2.1.3 电化学腐蚀

除去化学腐蚀,电化学腐蚀就是设备发生腐蚀的另一种内在因素。电化学腐蚀并不像表面意思所表达的属于电解质腐蚀,实质上其属于一种金属腐蚀类型。电化学腐蚀的化学依据是电解质与设备的金属材料接触会让失去电子的金属发生氧化。以下是常见的几种电化学腐蚀类型:首先是盐酸与水和硫化氢在大约120 ℃的腐蚀环境发生金属作用产生电化学腐蚀;第二种属于氨气与硫化氢和水在相对冷却的装置中发生电化学腐蚀;第三种腐蚀大概率发生在酸性气体中,酸性的水蒸气吸收金属的稳定部分,在冷却器中发生反应,生成干燥气体或其他物质,产生电化学腐蚀;最后一种便是处于余热锅炉或气缸加热的内壁,与空气的预热器发生露点腐蚀[1]。

2.2 设备腐蚀的外在反应因素

2.2.1 其他气体和氧气作用的腐蚀

氧气是我们赖以生存的一种气体,也是金属化学反应的主要条件之一。由于金属较强的化学性质,所以当金属长时间暴露在空气中时,会与空气中的氧气发生反应。这种化学反应会形成一种其他的金属物质,比如金属氧化物。产生的这种金属氧化物可以保护金属,但是在化学环境中,或在空气中酸性气体不仅会将这种氧化膜破坏掉,而且会与金属直接反应,增加腐蚀程度。

2.2.2 蒸汽腐蚀

由于自然界中水的存在是必然的,水蒸气就是水的一种存在形式,在水蒸气的存在过程中,如果湿度增加,就会导致大气或空气中的水蒸气含量随之增加。水蒸气和水的演化过程属于一种循序渐进的过程,水蒸气含量增加。就会产生一定量的水,如果水对设备产生腐蚀,整个设备就会出现问题[2]。

2.3 石油炼制设备腐蚀的类型

设备的腐蚀类型存在很多种形式,原因也是多样的。下面将列举石油设备产生腐蚀的类型。

2.3.1 应力腐蚀

应力腐蚀,是指金属材料发生某个方向力度不变的拉力和其他介质在一定的共同影响下产生破裂现象。这就是应力腐蚀的基本现象。

2.3.2 氢腐蚀

氢腐蚀是指在温度较高或压力较大的情况下,钢铁在氢气的作用下,会让其组织发生一定的化学变化。不仅会让钢铁的硬度降低,还会使可塑性变差。

3 如何对石油炼制过程中可能出现的设备腐蚀进行有效防治

对于石油企业来说,其石油炼制设备对于石油的生产具有相当重要的影响。对石油生产企业相关石油炼制设备进行一定的防腐蚀措施具有相当重要的意义。以下将探讨如何对石油炼制过程中可能出现的设备腐蚀进行有效防治。

3.1 相关企业切实重视,注重腐蚀防护工作

对于任何一个生产企业来说,设备腐蚀都是不可避免的事情,尤其是对于石油生产企业,其石油炼制过程中涉及的各种反应的发生,都可能会对石油炼制设备本身造成各种程度的腐蚀。所以说,石油炼制过程中设备腐蚀现象是不可杜绝的,但需要相关企业的充分重视来对设备腐蚀进行一定的控制。因此,相关石油生产企业必须切实重视石油炼制过程中,可能存在的设备腐蚀现象,保证石油生产过程中,各个部门切实把握好设备腐蚀防护工作,真正将腐蚀防护工作提到日程中,通过充分的重视来,尽可能避免设备腐蚀对于石油企业炼制生产的影响,增加设备的使用寿命,促进石油生产企业长期发展。

3.2 对传统石油炼制设备进行防腐结构优化设计

石油企业要想更好地进行炼制设备腐蚀防护工作,有效避免设备的腐蚀对整体石油企业的生产和发展造成的影响,需要从设备整体结构入手,通过优化石油炼制设备的防腐结构设计,来保证整体炼制设备更好地投入石油生产工艺过程中。对石油企业的炼制设备进行结构优化设计,可以保证防腐工作防患于未然,在设备设计过程中,相关设计人员需要将设备的使用性能要求融入到设备结构设计过程中,在保证设备整体构造材料质量的前提下,注重加工制造过程中的腐蚀防护工作开展,通过不断优化设备结构,解决潜在的可能发生的设备腐蚀问题[3]。

3.3 保证设备使用最佳的防腐材料

石油炼制设备是由各种各样的材料构成的,从一定程度上讲,材料的选择会影响总体设备的各方面性能因素。石油企业在选择石油炼制设备的过程中,需要对设备所涉及的材料性能进行一定的了解和考察,保证设备所使用的材料具有比较好的防腐性能。而当设备材料的防腐性得到保证后,整体石油炼制设备的防腐性能也可以得到保障,进而在石油生产和炼制过程中,设备便可以达到最佳应用效果,延长设备使用寿命。

3.4 采用人工手段进行腐蚀防护工作

在石油炼制过程中,一些企业往往会采用人工手段进行腐蚀防护工作,而人工手段的采取需要相关工作人员了解造成设备腐蚀的主要原因,从源头入手,将可能引发腐蚀现象的物质进行有效隔离,以保证石油炼制设备的腐蚀防护工作有效进行。其中,大多数石油生产企业往往会采用在石油炼制设备表面涂抹油漆,或者是制作金属覆盖层的方式来进行腐蚀防护工作,这些人工防护手段的开展需要提前了解相关设备的主要性能,保证人工腐蚀防护手段的运用与设备本身性能因素匹配,才能有效降低由于各种反应引发的腐蚀率[4]。

3.5 优化腐蚀防护技术

现阶段,采取各种各样的腐蚀防护手段,已经不足以解决当前石油炼制设备中存在的各种腐蚀问题。对于石油企业生产来说,始终需要将技术革新的重心放在腐蚀防护工作。优化腐蚀防护技术需要从不同方面入手,首先需要对设备材料和防腐技术进行不断地创新和改革,将最佳的防腐材料和防腐技术应用于设备生产过程中,制造出最佳的防腐性石油炼制设备。其次还需要对石油生产企业相关人员进行防腐技术的宣传讲解工作,保证石油生产量只各个工艺环节过程中,其相关人员可以对设备进行及时的维护和处理,尽量减少设备腐蚀现象的产生。

4 结语

综上所述,对于石油化工企业来说,石油炼制设备对于企业石油生产效率具有至关重要的影响,一旦石油炼制设备出现比较严重的腐蚀情况,轻则影响正常的石油炼制和生产过程,重则阻碍石油企业的长远发展,甚至可能对石油生产人员造成健康损害。因此,我国各个石油企业必须针对石油炼制设备中的腐蚀现象进行一定的防护处理,使石油炼制设备得以长时间使用。

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