煉油廠加氫裝置設備的防腐措施研究

牛婷

潞安化工集團王莊煤礦 山西 長治 046031

煉油廠發展中，作為以煉油為主要任務的工業場所，煉油廠的重要性不斷提升。加氫裝置作為煉油廠重要設備之一，關系到煉油廠的煉油質量以及經濟效益。而且隨著煉油廠規模的擴大，加氫裝置的任務量不斷增長，會受到各種外界因素的影響。此背景下，煉油廠中的加氫裝置就承擔很大的壓力，很容易受到各種外界因素影響出現腐蝕問題，影響煉油廠功能的發揮。就需要煉油廠的管理人員加強對加氫裝置防腐的重視，通過材料選擇、涂層設計以及及時養護等手段，對腐蝕狀況進行預防以及治理，以保證其功能的發揮。本文就從煉油廠入手，淺談其腐蝕類型以及成因，并且針對性地制定解決策略。

1 煉油廠加氫裝置概述

煉油廠的加氫裝置是一種重要的工藝設備，用于將石油原料中的不飽和化合物轉化為飽和化合物。加氫裝置主要通過在高壓下將氫氣與石油原料進行反應，使得石油中的硫、氮和芳烴等不穩定物質發生加氫反應，生成較為穩定的飽和化合物。現階段煉油廠的加氫裝置主要有反應器、加氫催化劑、氫氣供應系統、熱交換器以及分離裝置等組成，結構較為復雜，而且技術性很強。而且，煉油廠的加氫裝置在石油加工過程中起著至關重要的作用，能夠提高產物的質量和價值，并減少對環境的污染。

2 加氫裝置腐蝕原理

煉油廠的加氫裝置在運行過程中可能會遇到腐蝕問題。由于加氫過程通常在高溫高壓條件下進行，并使用強腐蝕性物質如酸性介質和硫化物催化劑，這些因素都會導致加氫裝置受到腐蝕的影響。現階段煉油廠加氫裝置的腐蝕主要體現在以下幾個方面。首先是金屬腐蝕，加氫裝置內部的金屬材料可能受到酸性介質和硫化物的腐蝕作用。常見的金屬腐蝕類型有腐蝕開裂、點蝕腐蝕和晶間腐蝕等；其次是催化劑失活，加氫催化劑可能會因與反應物質接觸而發生腐蝕，導致其活性降低或失活。催化劑失活將影響加氫反應的效率和產物質量；然后是腐蝕產物積聚，在加氫裝置內部，腐蝕產物可能會積聚并形成附著物，稱為垢。垢的積聚會導致熱交換器、管道和反應器等部件的流動阻力增加，影響設備的正常運行。這些狀況的存在很大程度上制約加氫裝置功能的發揮，甚至產生安全隱患，需要相關人員結合實際對腐蝕狀況進行治理。

3 煉油廠加氫裝置腐蝕問題的成因

煉油廠加氫裝置腐蝕問題的成因可以歸結為以下幾個方面：

一是化學環境影響，加氫裝置中常常存在酸性介質、硫化物等強腐蝕性化學物質。這些物質與金屬材料接觸，會引發電化學反應，導致金屬的腐蝕；

二是溫度和壓力的影響，加氫反應通常在高溫高壓條件下進行，這樣的工作環境會加速腐蝕過程。高溫會加劇腐蝕速率，而高壓則可能造成應力腐蝕和腐蝕開裂等問題；

三是氣體和液體相互作用，在加氫裝置中，氣體和液體經常相互接觸，特別是在界面處，可能形成電池（即電化學元件），加速金屬的腐蝕；此外還有不均勻地流動，加氫裝置中液體和氣體的流動通常是不均勻的，導致腐蝕擴散不均勻[1]。這可能導致金屬表面局部腐蝕，例如點蝕腐蝕。

實際治理環節，工作人員就需要深入分析腐蝕的具體原因，并且結合實際發展的需要合理選擇防腐技術，實現加氫裝置的防腐處理。

4 煉油廠加氫裝置設備的防腐措施

4.1 材料選擇

在煉油廠加氫裝置的防腐方面，材料選擇發揮至關重要的作用，要求管理人員結合煉油廠生產實際進行合理的材料選擇。首先是不銹鋼材料，不銹鋼具有優異的耐腐蝕性能，在廣泛的化學環境中表現出色。常用的不銹鋼材料包括304、316等級，它們含有控制量的鉻、鎳和鉬等合金元素，具備抗腐蝕、耐高溫和耐壓的特點；其次是鎳基合金（Nickel-based Alloys），鎳基合金是一類高強度、耐腐蝕性好的材料，在高溫、高壓和腐蝕性介質下表現出色。常見的鎳基合金包括Inconel600、Incoloy800等，它們適用于各種酸性、堿性和氧化性環境；然后是鈦合金（Titanium Alloys），鈦合金具有低密度、優異的耐腐蝕性和高溫強度，是一種理想的防腐材料。它在硫酸、鹽酸、氯化物等強腐蝕性介質中表現出色，適用于煉油廠加氫裝置中的高溫高壓條件；還可以選擇高合金鋼（High Alloy Steels），高合金鋼包括諸如合金鋼、耐熱鋼等，具有較高的耐腐蝕性和抗熱性能。它們在高溫、高壓和酸堿介質中表現出色，常應用于煉油廠加氫裝置的關鍵部位。此外，根據具體工藝和介質條件，還可以考慮其他一些特殊材料，如銅合金、塑料等，以滿足不同的防腐需求[2]。在材料選擇時，需要綜合考慮介質的成分、溫度、壓力、流速等因素，并參考相關標準和規范進行評估。同時，使用經過認證的供應商提供的材料，以確保其質量和性能符合要求。

4.2 表面涂層技術的運用

表面涂層也是設備防腐的關鍵技術，需要技術人員根據設備的實際情況以及腐蝕的成因合理運用涂層技術。首先是高溫耐蝕涂層，對于高溫、高壓和腐蝕性介質環境下的加氫裝置，可以選擇高溫耐蝕涂層。這些涂層通常基于陶瓷材料或合金粉末，并通過燒結、噴涂等方法施工。它們具有出色的耐腐蝕性能和高溫穩定性，能夠有效防止金屬被腐蝕；其次是聚合物涂層，聚合物涂層是一種常見的防腐涂層，適用于許多化學環境下的加氫裝置。聚合物涂層通常采用有機樹脂作為基材，可形成堅固地保護層，有效隔離金屬與腐蝕介質之間的接觸。常見的聚合物涂層包括環氧樹脂、聚氨酯等；然后是陶瓷涂層，陶瓷涂層以其出色的耐腐蝕性和高溫穩定性而聞名。它們通常由陶瓷粉末和有機材料構成，通過噴涂或燒結等方法施工。陶瓷涂層能夠在極端的腐蝕環境中提供優異的保護，并具備耐高溫、耐磨損等優良特性；此外還有金屬涂層，金屬涂層是將金屬材料以涂覆形式施加到金屬基體上，形成一層保護層。常見的金屬涂層包括鍍鋅、鍍鎳、鍍鉻、鍍鈷等。金屬涂層能夠提供優異的防腐性能，并能夠修補和再生。使用適當的表面涂層技術可以提供有效的防腐保護，延長加氫裝置的使用壽命。在選擇涂層技術時，需要考慮介質的腐蝕性、溫度、壓力等因素，并確保涂層與基材的相容性和穩定性[3]。此外，涂層的施工質量和涂層厚度的控制也是關鍵因素，需要符合相關標準和規范要求。

4.3 腐蝕抑制劑的運用

在煉油廠加氫裝置的防腐領域，使用腐蝕抑制劑是一種常見的方法，可以通過化學手段實現防腐，需要技術人員合理選擇抑制劑。一是緩蝕劑，緩蝕劑是一種可以降低金屬腐蝕速率的化學物質。它們通過吸附于金屬表面或形成保護性膜來抑制腐蝕反應的進行。常見的緩蝕劑包括硝酸鹽、磷酸鹽、有機胺等。緩蝕劑通常通過加入介質中或者噴涂到金屬表面來起到防腐作用；二是緩蝕劑添加劑，在一些特殊情況下，可以在介質中添加緩蝕劑添加劑，以提高介質的防腐性能。這些添加劑通常具有良好的緩蝕性能，可與介質中的金屬發生化學反應，形成有保護作用的膜層。添加劑的選擇需要綜合考慮介質成分、溫度、壓力等因素，并根據相關規范和標準進行評估和試驗；三是環境調節劑，煉油廠加氫裝置中的腐蝕往往與介質中的環境條件密切相關。因此，通過控制環境條件來抑制腐蝕也是一種有效的方法[4]。例如，調節介質的酸堿度、氧含量、濕度等，以降低對金屬的腐蝕性。使用腐蝕抑制劑需要根據具體情況選擇合適的劑型和使用方法，并遵循相關的操作規程和安全要求。此外，定期地監測和維護也是確保腐蝕抑制劑持續有效的關鍵。

4.4 環境控制及巡檢

加氫裝置作業環節，外界環境以及施工技術會對腐蝕狀況產生影響，需要相關人員進行深入分析。首先是溫度控制，控制加氫裝置的溫度有助于減緩腐蝕速率。高溫環境通常會加速腐蝕反應的進行，因此需要盡量控制溫度在金屬和介質的腐蝕極限之下。這可以通過合理設計和選擇合適的隔熱材料來實現，以減少熱量傳導和輻射；其次是壓力控制，合理控制加氫裝置的壓力也是防腐的重要措施之一。過高的壓力可能導致金屬受力過大，容易引發腐蝕、應力腐蝕開裂等問題。因此，需要根據工藝要求和設備承壓能力，合理設定和控制加氫裝置的壓力范圍；然后是定期檢查和維護，定期對加氫裝置進行檢查、測試和維護是防腐的關鍵環節。檢測腐蝕程度，修復或更換受損的部件，保證設備的正常運行。此外，及時清理和處理介質中的雜質和腐蝕產物也是重要的措施[5]。通過合理的溫度和壓力控制和定期維護，可以有效減緩加氫裝置的腐蝕速率，確保設備的安全穩定運行。需要注意的是，具體的溫度和壓力控制策略需要根據具體設備的工藝參數和設計要求來確定，并符合相應的安全標準和規范。

5 結束語

綜上所述，為提高煉油廠在煉油過程中加氫裝置設備的使用效率，必須不斷加強相應的監督和管控，尤其是在開停工的過程中也應該做好管理工作，并且要保證能夠對已經腐蝕的加氫裝置設備采取合理的檢修和應急搶修措施，這樣才能提高加氫裝置設備的使用效率，為煉油廠的經濟效益提升奠定基礎。