煉油裝置加熱爐的腐蝕及應對措施

姜 義，任更書

（大慶石化公司化工三廠，黑龍江大慶 163714）

0 引言

加熱爐是煉油裝置中的一種，其運行情況對于煉油質量的優劣有著直接影響。由于加熱爐會煉化一些包含著諸多腐蝕物質的劣質原油，會導致加熱爐的諸多部位產生不同程度的腐蝕，進而對加熱爐的正常運行產生不利影響。因此，在石油煉化過程中，需要重視加熱爐的腐蝕問題。

1 煉油裝置加熱爐的特點

石油的煉制過程較為復雜，包括萃取、蒸餾、轉化等過程。加熱爐是為煉油過程提供熱量的設備，在爐膛內燃燒相應的燃料，然后在爐管中對流動的油品進行加熱，使油品達到相應的溫度，從而助力原油的一系列加工過程。其供熱量會影響最終的產品收率，因此需要重視加熱爐的運作情況。

加熱爐主要有5 個特點：①需要被加熱的物體在爐管內流動，因此它只能開展液體、氣體的加熱工作；②被加熱的物體一般有易爆、易燃等特點，因此加熱過程有較大的危險性，在加熱爐工作的過程中要嚴格控制操作流程；③屬于直接受火式加熱方式；④加熱爐使用的燃料有氣體、液體；⑤加熱爐在工作過程中需要長時間運轉，因此其一般會不間斷地進行操作。

2 煉油裝置加熱爐腐蝕原因分析

煉油裝置加熱爐的腐蝕問題，受到多種因素的影響。為了控制加熱爐的腐蝕程度，只有具體問題具體分析，才能找準影響加熱爐腐蝕問題的因素，從而制定出針對性的解決措施。

2.1 介質流動沖刷導致的腐蝕

加熱爐在煉油的過程中介質不斷流動，介質的流動會對爐管內部進行相應沖刷，在長時間沖刷之下會導致加熱爐遭受腐蝕。例如，在石油煉化的過程中，常壓爐對流段彎頭內部逐漸變薄，而高溫部位的向火面會有一些蝕坑，腐蝕的部位覆蓋著光滑的黑色薄膜，這些都是腐蝕后的情況。相關人員對腐蝕產物進行了分析，發現其中含有爐管內的材料、腐蝕介質元素，這些物質在加熱爐中不斷流動、沖刷爐內的各個部位，久而久之就產生了腐蝕問題。

2.2 臨氫操作導致的腐蝕

為了逐步提高煉化質量，在煉油的過程中會加入氫氣，然后開展臨氫工作。該項工作需要高溫、高壓的環境下，以推進氫氣的分解，使其逐漸分解為氫原子，在高溫、高壓的環境下，氫原子產生的損傷程度較大，致使爐管穿孔或者開裂。

2.3 低溫硫酸導致的腐蝕

在石油煉化的過程當中，爐管對流室的壁板外面存在諸多紅點或者黑點，這是因為原油中含有硫，而硫在高溫的作用下會逐漸形成了二氧化硫、三氧化硫，它們會與水蒸汽冷凝在露點部位，從而形成稀硫酸，致使低溫部位遭受腐蝕。低溫硫酸的腐蝕主要體現在2 個方面：①導致爐管壁越來越薄；②容易在煙灰沉積處形成腐蝕坑。此外，低溫硫酸還會腐蝕爐管的煙囪、空氣預熱器冷壁管段等。

2.4 混合物酸以及硫導致的腐蝕

環烷酸為混合物酸的專有名詞，其腐蝕能力在220 ℃的高溫下隨著溫度的上升而有所增強，超過280 ℃后腐蝕能力會隨著溫度的升高而降低，因此混合物酸的腐蝕程度與溫度有著密切關系。混合物酸會與爐管內向火面管壁上的鐵發生反應形成油溶性的環烷酸鐵，然后跟隨介質流出。原油中含有硫（不同原油的含硫量有所不同），硫的腐蝕強度與介質中硫化物的含量、種類以及穩定性有著密切關系。在高溫條件下，硫化物逐漸分解，分解后的硫化氫會與爐管內的鐵發生反應形成硫化亞鐵。硫化亞鐵可以影響爐管的腐蝕速度：如果爐管內存在混合物酸，它會與硫化亞鐵發生反應，形成溶于油但腐蝕性較強的環烷酸鐵，腐蝕爐管內部。

3 應對加熱爐腐蝕問題的有效措施

3.1 科學選擇煉油工藝

生產工藝對于石油煉化工作有著重要作用，因此在煉油工作開展之前，工作人員需要科學選擇煉油工藝，以保證煉油工作的有效開展。處理含有硫的原油時，應該使用脫硫裝置脫掉原油中的硫，這樣可以控制硫酸對爐管的損害。此外，應盡可能降低含鈉的爐灰清灰劑、含釩鈉高的熱爐燃料的使用。清理加熱爐時，可以選擇相應的藥劑或清潔設備、謹慎操作，從而有效保護加熱爐，延長其使用壽命。

3.2 科學選擇爐管的材料

為了降低煉油過程對加熱爐的腐蝕，可以選擇耐腐蝕性強的材料制作爐管。現階段原油質量逐漸下降，原油中的雜質逐漸增多，這些雜質會腐蝕加熱爐，所以需要不斷升級煉油裝置，選用先進的耐腐蝕材料，逐步提高加熱爐的耐腐蝕能力。

3.3 聯合應用多種防腐手段

在解決煙氣露點腐蝕的問題時，可以升高加熱爐的溫度，使其高于煙氣溫度，不過這會導致熱能浪費，因此該方法不能常用。也可以利用含硫量少的燃料或者助燃劑來控制硫化物的產生，從而降低煙氣露點腐蝕的發生概率。對于易被腐蝕的煙道、煙囪等部位，也可以應用防腐蝕能力較強的材料來制作，并在煙道、煙囪使用的過程中對其進行相應養護，如在線沖洗、定時吹灰等，避免煙道、煙囪等位置結垢。在設計空氣預熱器時，設計人員要充分考慮腐蝕的問題，可以在空氣預熱器中增設熱風循環等設施控制其表面的溫度，有效控制煙氣露點腐蝕問題。

3.4 全面控制煉油作業

在開展煉油工作的過程中，工作人員需要嚴格按照煉油規范，避免出現超負荷、超壓或者超溫等現象，確保加熱爐的正常運作。否則會增加損壞以及腐蝕的程度，影響加熱爐的使用時間。在煉油工作開展之前，需要做好3 個方面的工作：①評估設備的腐蝕情況，在此基礎上分析設備運行過程中存在的風險，并根據風險因素的發生概率制定相應的防范措施；②含硫的原油材料需要先進行脫硫，再科學地控制加熱溫度，減少過低負荷運行，使設備運行過程中的表面溫度得到保障；③在加熱爐運行過程中，如果排放的煙氣含硫量較大，則需要檢查煙氣露點的情況，以控制煙氣的排放溫度、降低腐蝕概率。

3.5 加強煉油裝置的檢修工作

工作人員應該按照相關規定開展加熱爐的檢修工作，通過相關的監督工作，確保加熱爐運行在規定的范圍之內。為了做好煉油裝置的檢修工作，管理人員需要對檢修工作有明確的認識，根據加熱爐的工作情況制定相應的檢修計劃，并對檢修計劃的實施給予相應監督，逐步推行檢修工作，控制加熱爐的腐蝕程度。在加熱爐的日常運行中，可以利用先進的設備監測爐管的溫度，例如高溫紅外測溫儀，利用該儀器可以對爐內各個部位的溫度情況進行監測，通過監測情況便于工作人員了解加熱爐的運作情況，使工作人員對運作中存在的危險因素進行預測。在日常檢修過程中，需要將小面積的腐蝕問題進行修復。至于停工檢修，則可以利用超聲波檢測管道的厚度，了解管道內部的腐蝕情況以及沖刷情況，如果管壁的厚度難以滿足加熱爐的運行需求，應該及時進行更換，從而逐步提高管道的耐腐蝕性，確保煉油工作的安全性。此外，還需要定期對設備進行清理。清理過程中，如果發現部件的腐蝕情況較為嚴重，則需要立即進行更換，對于腐蝕程度較低的，則可以利用相應的技術進行修復，進而有效控制由腐蝕帶來的安全問題。

3.6 提高工作人員的防腐意識

工作人員的防腐意識對于加熱爐腐蝕程度的控制情況有直接影響。有些工作人員會根據工作流程開展工作，但是缺乏相應的防腐意識，使用含硫量較高的原油時并未對其進行脫硫，這會在一定程度上增加加熱爐的腐蝕程度。還有一些工作人員雖然了解加熱爐腐蝕問題的嚴重性，也會嚴格按照規范操作并對爐管內各位置的情況進行監測，但是對加熱爐的維修工作重視程度不高。由于工作人員的防腐意識不強，會對加熱爐的腐蝕情況產生不利影響。為了提高工作人員的防腐意識，可以從以下2 個方面入手：①做好防腐知識的培訓，定期開展防腐知識方面的培訓，培訓內容應涉及導致加熱爐腐蝕問題的因素、控制措施等，通過培訓使工作人員認識到防腐的重要性，并在加熱爐運行過程中重視腐蝕問題；②做好加熱爐腐蝕問題的宣傳工作，提高工作人員的思想意識，使他們在工作中充分發揮自身的能力、承擔好自身的責任，盡己所能控制加熱爐的腐蝕程度。

4 結束語

煉油裝置中加熱爐的腐蝕問題比較嚴重且比較普遍，對加熱爐的運行產生直接影響。為了保證煉油行業的穩步發展，需要重視這一問題并采取相應的解決措施。導致煉油裝置加熱爐腐蝕的因素較多，難以立刻解決，因此這是一個長期性的工作。作為煉油行業的工作人員，需要對煉油裝置加熱爐進行全方面的分析，不僅要從加熱爐的設計、維護、檢查、維修等各個方面入手，還需要對加工工藝、煉油技術等方面進行分析，這樣才能保證制定的應對措施更加科學、有效，從而控制煉油裝置加熱爐的腐蝕程度，延長加熱爐的運行周期，為煉油企業經濟效益的提高奠定基礎。