炼油化工热交换器的腐蚀泄漏问题及处理措施

2020-01-16 01:00:53 hualin 190

热交换器是炼油化工生产活动中的重要设备之一,该设备具有一定的通用性,在整个炼油化工生产活动中应用范围十分广泛,不过,不同的生产环节所运用到的热交换器在材料与性能方面有较大差异。炼油化工的生产环境比较复杂,再加上热交换器管束与其所接触的介质之间所产生的化学反应,导致炼油化工设备因腐蚀出现泄漏现象,严重影响到炼油化工企业的发展,延长作业时间,增加运营经费的投入。


1 炼油化工生产中热交换器的应用现状

01 蒸馏装置

炼油化工生产中用到的原油绝大多数属于含硫原油,因为硫可以与空气中的氧气、水发生反应生产二氧化硫、三氧化硫,这些硫化物质具有较强的腐蚀性,它们与金属物质发生反应后,使金属结构变得蓬松、脆弱,进而降低金属材料的性能与质量。例如,在炼油过程原油与某各蒸馏装置分馏塔顶部接触,原油中的硫元素会对分馏塔的顶部产生腐蚀作用;当原油通过冷凝冷却系统时,在硫化氢、硫化氢和水的作用下会加剧腐蚀。尽管不少炼油化工企业将 Ni-P、碳钢等作为热交换器的制作材料,但是腐蚀穿孔现象依然频繁发生,导致原油流入壳程汽油中,进而降低生产质量。


02 催化裂化装置

炼油化工工作的开展离不开催化裂化装置的支持,但是催化裂化设备在生产加工环节会产生硫化氢气体和氯化氢气体,这两种气体均会对换热设备管产生严重的腐蚀作用。通过调查分析发现,炼油化工过程中用到的装置抽提、预加氢、催化裂化重整等系统所运用到的冷换设备管束,均存在严重的腐蚀现象。


03 加氢裂化装置

加氢装置是炼油化工生产中出现腐蚀现象比较严重的一类设备,主要是因为NH4Cl和NH4HS能在管束中结垢,进而产生电化学作用,导致加氢裂化装置出现蚀坑。在炼油化工生产过程,高硫原油中含有的硫元素越多,加氢裂化装置对高压空冷器管束所产生的腐蚀作用越大。如果将高压空冷器管束从加氢裂化系统中移出,高压分裂器和低压分类器水样中铁离子与硫化氢的含量明显增加。


2 炼油化工设备热交换器的腐蚀问题处理策略

炼油化工设备热交换器在运营过程存在严重的腐蚀问题,为保障热交换器能够正常运行,需要涂抹防腐涂料提升炼油化工设备热交换器的密闭性,优化密封方案,保障炼油化工设备热交换设备的整体性,通过牺牲阳极保护法来提升设备的腐蚀性能,应用防护衬里解决热交换器的腐蚀问题。


01 涂抹防腐涂料

在热交换设备上涂抹防腐涂料是一种隔离手段,可将热交换器表面同外界环境隔离开,使防腐涂料能够在热交换器表面形成一层隔离屏障,避免外界环境对热交换器带来伤害,同时提升热交换器的防腐性能。目前炼油化工生产活动中在热交换器上所运用的防腐涂料主要有两种,一种是无机防腐涂料,另一种是金属防腐涂料。运用无机防腐涂料对热交换器表面进行处理时,需要运用喷涂法。在整个喷涂处理过程,施工作业人员严格遵循每一道施工作业工序,完成喷涂工作后,需要运用高温对其实施烘烤处理,以此提升防腐涂层的质量。运用金属防腐涂料对热交换器表面进行处理时,需要运用电镀法对其实施喷涂处理。由于电镀火焰在喷涂的过程会对热交换器带来一定的负面作用,使热交换器发生变形,施工作业人员只有严格遵循施工作业标准对热交换器实施金属涂料的喷涂处理,才能获得良好的喷涂效果,有效降低电镀火焰对热交换器的影响。


02 优化密封方案

提升热交换器的密封性能,需要合理选择热交换器的密封材料。热交换器的密封材料主要有两类,一种是金属缠绕垫片,另一种是波齿复合垫片。这两种垫片的刚度和强度均优于石棉垫片,能够有效降低垫片的变形率,提升热交换器的密封性。


03 牺牲阳极保护法

电化学腐蚀是热交换器运行期间产生的一种现象,如果要规避该现象,需要运用牺牲阳极保护法。当热交换器出现电化学腐蚀时,热交换器的阳极与阴极之间会产生电流,从而对热交换器的金属元件产生一定的腐蚀作用。将低电位金属所产生的腐蚀电流作为高电位被腐蚀体的防腐电流,以此达到牺牲阳极保护阴极的目的。


04 添加缓蚀剂法

添加缓冲剂法是将缓冲剂添加到电解质溶液中,使电解质溶液能够在阴极与阳极之间产生一定的阻隔作用,以此降低热交换器的腐蚀速率。


05 应用防护衬里

炼油化工人员在选择炼油化工生产与制作时,需要合理选择生产材料,对热交换器的运行情况进行综合分析,从压力、温度、介质等多种因素入手,选择与炼油化工生产活动相适宜的生产材料。通常情况下,炼油化工材料有不锈钢、聚四氟乙烯、玻璃钢等。金属材料在市场中的价格相对比较高,有抵御恶劣环境的生产作业能力,炼油施工难度相对比较大;非金属材料在市场中的价格较为低廉,不具备抵御恶劣环境的能力。


3 炼油化工设备热交换器的清洗方法

炼油化工企业在处理热交换器腐蚀问题时,还需要对其做好相应的清理工作,运用化学清洗法、物理清洗法以及生物清洗法,实现对炼油化工设备的全面处理,保障热交换器具有整体性,降低腐蚀问题对炼油化工设备的影响。


01 化学清洗法

化学清洗法是借助溶解反应原理,通过清洗溶液与炼油化工设备表面的沉积物发生化学反应,在不拆除设备的前提下,对设备表面的杂物进行清理,整个清洗过程简单易行。但是,在运用化学清洗法对炼油化工设备进行清洁处理时,如果没有科学选用清洗溶液,在清洗过程中会对设备性能与质量造成一定破坏,使炼油化工设备出现腐蚀。通常情况下,炼油化工设备热交换器清洗过程所选用的清洗溶液均属于去污清洁剂,借助清洗溶液所具备的表面活性作用与净化化学反应,将炼油化工设备热交换器清洗干净。炼油化工设备的清洗方法主要有循环法、浸渍法、冲击法。其中,循环法是借助泵的作用对清洗液进行循环处理;浸渍法是将清洁液填充到热交换器中,用清洁液对热交换器进行一段时间的清洁处理,之后将清洁液从热交换器的底部排放出去,并将清洁液转入搅拌设备中。作业人员运用浸渍法对热交换器进行清洁处理时,首先需要了解炼油化工设备是否含有容易发生化学反应的物质,避免热交换器在清洗过程受到损害。


02 物理清洗法

物理清洗法是借助机械外力对污垢所产生的粉碎作用,将污垢从设备表面分离出去,以此达到清洁设备的目的。物理清洗法具有较高的安全性、高效性与环保性,整个清洗过程不会出现腐蚀现象,但是无法对内部结构复杂的设备进行清洗,在清洗的过程容易滞留下清洗死角。通常情况下,炼油化工设备所运用到的物理清洗法主要有高压喷射清洁法、超声波清洁法以及管道移动除垢法。


03 生物清洗法

生物清洗法是借助微生物对油污的分解作用,将热交换器表面的油污分解成无毒、无害的物质。因为这种物质易于溶于水,最后可借助水的作用将分解物质从热交换器表面清除。


4 总结

由于热交换器的性能与质量直接关系到炼油化工生产活动的稳定,因此炼油化工企业要提高对热交换器腐蚀问题的重视程度。从多个视角分析热交换器腐蚀现象的形成原因,并制定出与之相适宜的防护措施与优化办法。