煉油化工熱交換器的腐蝕泄漏問題及處理措施

熱交換器是煉油化工生產(chǎn)活動中的重要設(shè)備之一，該設(shè)備具有一定的通用性，在整個煉油化工生產(chǎn)活動中應(yīng)用范圍十分廣泛，不過，不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)所運(yùn)用到的熱交換器在材料與性能方面有較大差異。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(yùn)營經(jīng)費(fèi)的投入。

1 煉油化工生產(chǎn)中熱交換器的應(yīng)用現(xiàn)狀

01 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(qiáng)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。

02 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(yùn)用到的冷換設(shè)備管束，均存在嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。

03 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。

2 煉油化工設(shè)備熱交換器的腐蝕問題處理策略

煉油化工設(shè)備熱交換器在運(yùn)營過程存在嚴(yán)重的腐蝕問題，為保障熱交換器能夠正常運(yùn)行，需要涂抹防腐涂料提升煉油化工設(shè)備熱交換器的密閉性，優(yōu)化密封方案，保障煉油化工設(shè)備熱交換設(shè)備的整體性，通過犧牲陽極保護(hù)法來提升設(shè)備的腐蝕性能，應(yīng)用防護(hù)襯里解決熱交換器的腐蝕問題。

01 涂抹防腐涂料

在熱交換設(shè)備上涂抹防腐涂料是一種隔離手段，可將熱交換器表面同外界環(huán)境隔離開，使防腐涂料能夠在熱交換器表面形成一層隔離屏障，避免外界環(huán)境對熱交換器帶來傷害，同時提升熱交換器的防腐性能。目前煉油化工生產(chǎn)活動中在熱交換器上所運(yùn)用的防腐涂料主要有兩種，一種是無機(jī)防腐涂料，另一種是金屬防腐涂料。運(yùn)用無機(jī)防腐涂料對熱交換器表面進(jìn)行處理時，需要運(yùn)用噴涂法。在整個噴涂處理過程，施工作業(yè)人員嚴(yán)格遵循每一道施工作業(yè)工序，完成噴涂工作后，需要運(yùn)用高溫對其實施烘烤處理，以此提升防腐涂層的質(zhì)量。運(yùn)用金屬防腐涂料對熱交換器表面進(jìn)行處理時，需要運(yùn)用電鍍法對其實施噴涂處理。由于電鍍火焰在噴涂的過程會對熱交換器帶來一定的負(fù)面作用，使熱交換器發(fā)生變形，施工作業(yè)人員只有嚴(yán)格遵循施工作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對熱交換器實施金屬涂料的噴涂處理，才能獲得良好的噴涂效果，有效降低電鍍火焰對熱交換器的影響。

02 優(yōu)化密封方案

提升熱交換器的密封性能，需要合理選擇熱交換器的密封材料。熱交換器的密封材料主要有兩類，一種是金屬纏繞墊片，另一種是波齒復(fù)合墊片。這兩種墊片的剛度和強(qiáng)度均優(yōu)于石棉墊片，能夠有效降低墊片的變形率，提升熱交換器的密封性。

03 犧牲陽極保護(hù)法

電化學(xué)腐蝕是熱交換器運(yùn)行期間產(chǎn)生的一種現(xiàn)象，如果要規(guī)避該現(xiàn)象，需要運(yùn)用犧牲陽極保護(hù)法。當(dāng)熱交換器出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕時，熱交換器的陽極與陰極之間會產(chǎn)生電流，從而對熱交換器的金屬元件產(chǎn)生一定的腐蝕作用。將低電位金屬所產(chǎn)生的腐蝕電流作為高電位被腐蝕體的防腐電流，以此達(dá)到犧牲陽極保護(hù)陰極的目的。

04 添加緩蝕劑法

添加緩沖劑法是將緩沖劑添加到電解質(zhì)溶液中，使電解質(zhì)溶液能夠在陰極與陽極之間產(chǎn)生一定的阻隔作用，以此降低熱交換器的腐蝕速率。

05 應(yīng)用防護(hù)襯里

煉油化工人員在選擇煉油化工生產(chǎn)與制作時，需要合理選擇生產(chǎn)材料，對熱交換器的運(yùn)行情況進(jìn)行綜合分析，從壓力、溫度、介質(zhì)等多種因素入手，選擇與煉油化工生產(chǎn)活動相適宜的生產(chǎn)材料。通常情況下，煉油化工材料有不銹鋼、聚四氟乙烯、玻璃鋼等。金屬材料在市場中的價格相對比較高，有抵御惡劣環(huán)境的生產(chǎn)作業(yè)能力，煉油施工難度相對比較大；非金屬材料在市場中的價格較為低廉，不具備抵御惡劣環(huán)境的能力。

3 煉油化工設(shè)備熱交換器的清洗方法

煉油化工企業(yè)在處理熱交換器腐蝕問題時，還需要對其做好相應(yīng)的清理工作，運(yùn)用化學(xué)清洗法、物理清洗法以及生物清洗法，實現(xiàn)對煉油化工設(shè)備的全面處理，保障熱交換器具有整體性，降低腐蝕問題對煉油化工設(shè)備的影響。

01 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(yùn)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。煉油化工設(shè)備的清洗方法主要有循環(huán)法、浸漬法、沖擊法。其中，循環(huán)法是借助泵的作用對清洗液進(jìn)行循環(huán)處理；浸漬法是將清潔液填充到熱交換器中，用清潔液對熱交換器進(jìn)行一段時間的清潔處理，之后將清潔液從熱交換器的底部排放出去，并將清潔液轉(zhuǎn)入攪拌設(shè)備中。作業(yè)人員運(yùn)用浸漬法對熱交換器進(jìn)行清潔處理時，首先需要了解煉油化工設(shè)備是否含有容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，避免熱交換器在清洗過程受到損害。

02 物理清洗法

物理清洗法是借助機(jī)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(yùn)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。

03 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。

4 總結(jié)

由于熱交換器的性能與質(zhì)量直接關(guān)系到煉油化工生產(chǎn)活動的穩(wěn)定，因此煉油化工企業(yè)要提高對熱交換器腐蝕問題的重視程度。從多個視角分析熱交換器腐蝕現(xiàn)象的形成原因，并制定出與之相適宜的防護(hù)措施與優(yōu)化辦法。