催化重整裝置引風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)壁腐蝕與防護(hù)方法.doc

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第 1 頁(yè) 共 5 頁(yè) 催化重整裝置引風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)壁腐蝕與防護(hù)方法 1 概況 大慶石化公司煉油廠現(xiàn)在原油加工能力600萬(wàn)噸 年 各類加熱爐 共有50臺(tái) 其中加熱爐41臺(tái) 燃燒的燃料有瓦斯和重油 兩種燃料含 有硫或硫化氫 重整裝置的重整部分的加熱爐為四合一的方箱爐 引 風(fēng)機(jī)入口是來(lái)自熱管加熱器出口的煙氣 設(shè)計(jì)溫度為160 實(shí)際使用 溫度為130 左右 由于煙氣中含有大量的二氧化硫氣體 對(duì)引風(fēng)機(jī)殼 體及葉輪腐蝕比較厲害 使用不到半年殼體便出現(xiàn)點(diǎn)蝕和大面積減薄 使用不到一年殼體便報(bào)廢 2 腐蝕原因分析引風(fēng)機(jī)殼體為碳鋼 型式為蝸殼狀的 型號(hào)為Y4 73 9D 煙氣中含有N2 O2 H2S HCl CO2 根據(jù)對(duì)腐蝕垢物分析 其中 Fe46 75 Al16 13 S15 79 Si15 63 Ca4 04 等物質(zhì) 且該 結(jié)垢物PH值1 2 屬?gòu)?qiáng)酸物質(zhì) 及易溶于水的特點(diǎn) 所以對(duì)碳鋼的金 屬表面容易發(fā)生露點(diǎn)腐蝕 腐蝕原因如下 2 1腐蝕介質(zhì)產(chǎn)生 煙氣露點(diǎn)腐蝕是指加熱爐的燃油或燃?xì)庵泻辛?當(dāng)含硫燃料燃 燒時(shí) 硫的化合物發(fā)生分解 生成氣態(tài)硫或二氧化硫 反應(yīng)式如下 H2S 3 2O2 SO2 H2O3H2S 3 2O2 3 2S2 3H2O 由于燃燒室中有過(guò)剩的氧氣存在 所以又有少量的二氧化硫再與 氧化和成三氧化硫 見(jiàn)下式 2SO2 O2 2SO3 在高溫?zé)煔庵械娜趸驓怏w不腐蝕金屬 但當(dāng)煙氣溫度降到400 以下 三氧化硫?qū)⑴c水蒸汽化合成稀硫酸 反應(yīng)如下 SO3 H2O H 2SO4 第 2 頁(yè) 共 5 頁(yè) 當(dāng)稀硫酸凝結(jié)到金屬表面是就會(huì)發(fā)生低溫硫酸腐蝕 與此同時(shí) 凝結(jié)在低溫受熱面上的硫酸液體 還會(huì)與氣態(tài)硫和粘附煙氣中灰塵形 成不易清除的糊狀垢物 增加了熱阻 使殼體表面溫度更低 進(jìn)一步 促使冷凝液的形成 如此循環(huán) 垢物越積越多 便構(gòu)成了電化學(xué)的垢 下腐蝕 2 2金屬表面腐蝕 由于煙氣中產(chǎn)生大量的酸性物質(zhì) 對(duì)金屬表面 是 酸的再生循環(huán) 作用 碳鋼在含有二氧化硫的濕氣 煙氣 中生 銹被認(rèn)為是 酸的再生循環(huán) 作用 按照這個(gè)概念 二氧化硫首先被 吸附在金屬表面上 由二氧化硫 鐵和氧形成硫酸亞鐵 然后 硫酸 亞鐵水解形成氧化物和游離的硫酸 硫酸又加速腐蝕鐵 所得的新鮮 硫酸亞鐵再水解生成游離酸 如此反復(fù)循環(huán) 反應(yīng)過(guò)程如下 Fe SO2 O2DFeSO44FeSO4 O2 6H2OD4FeOOH 4H2SO44H2SO4 4Fe 2O2D4FeSO4 4H2 O當(dāng)有二氧化硫存在時(shí)對(duì)碳鋼腐蝕比較快的 3 防護(hù)措施選擇3 1防腐材料的篩選 通過(guò)對(duì)幾種防腐材料的篩選 選用了鈦納米聚合物涂料 3 2采用 鈦納米聚合物涂料的依據(jù)生產(chǎn)鈦納米聚合物涂料的設(shè)備與常規(guī)生產(chǎn)涂 料的設(shè)備有本質(zhì)上的區(qū)別 這是常規(guī)涂料不具備的 是2002年世界首 創(chuàng) 鈦納米聚合物就是將鈦超細(xì)化達(dá)到納米級(jí) 使其表面活性大大提 高 同時(shí)將有機(jī)物雙鍵打開(kāi) 形成游離鍵 兩者復(fù)合到一起形成化學(xué) 吸附和化學(xué)鍵合生成鈦納米聚合物 其涂料是以鈦納米聚合物 環(huán)氧 樹(shù)脂 固化劑 助劑及少量溶劑組成的雙組份涂料 有如下特點(diǎn) 3 2 1抗?jié)B透性強(qiáng) A鈦納米聚合物和樹(shù)脂形成了化學(xué)鍵合和化學(xué)吸附 堵 塞了填料與樹(shù)脂間的滲透通道 B微小的鈦納米聚合物粒子填充到分子 空穴中 由于水 氧和其它離子不能透過(guò)鈦納米聚合物顆粒本身 只 第 3 頁(yè) 共 5 頁(yè) 能繞道滲透 這樣就延長(zhǎng)了滲透路線 起到迷宮效應(yīng) C鈦納米聚合物 有包覆有機(jī)物層 所以具有抗?jié)櫇裥?減少毛細(xì)管作用抵抗極性介質(zhì) 和離子通過(guò)涂膜 3 2 2抗腐蝕性高 A抗?jié)B透性好 可阻止水 氧 和離子的通過(guò) 使涂料具有屏蔽能力 B鈦納米聚合物涂料固化時(shí)體積 收縮率小 而且游離建和鈦的結(jié)合狀態(tài)使分子鏈柔軟便于旋轉(zhuǎn) 可消 除內(nèi)應(yīng)力 所以鈦納米聚合物涂料的應(yīng)力很低 涂層內(nèi)部沒(méi)有微裂紋 抗開(kāi)裂 剝離能力強(qiáng) 以上兩條提高了防止物理破壞的能力 C鈦填 料本身耐蝕性好 D化學(xué)鍵合與化學(xué)吸附作用形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu) 阻止水 氧及其它腐蝕介質(zhì)的取代作用 使其不易發(fā)生腐蝕反應(yīng) 提高了防 止化學(xué)腐蝕破壞的能力 所以這四點(diǎn)決定了鈦納米聚合物涂料具有很 好的耐腐蝕性能 3 2 3抗垢性好 A對(duì)于粗糙的表面 能增加液體流 動(dòng)的阻力減少流速速 增加近壁流層的厚度 造成更多的結(jié)構(gòu)核心 有利于污垢的沉積長(zhǎng)大 而鈦納米聚合物涂層由于微小納米粒子的填 充作用表面光潔度很高 近壁流層薄不利于結(jié)構(gòu) B鈦納米聚合物具有 特殊的磁性 能對(duì)污垢粒子整形使其排列整齊 不形成垢分子交錯(cuò)穿 插的硬垢 因?yàn)樗?jīng)過(guò)磁化后不會(huì)形成硬垢 C鈦納米聚合物特殊的化 學(xué)結(jié)構(gòu)形成親油憎水表面 排斥污垢粒子 使其不能粘附到涂層表面 上 達(dá)到防垢的功能 D具有一定的殺菌功能 可以止菌 藻類微生物 附著 3 2 4耐溫性好 鈦納米聚合物涂層 當(dāng)溫度達(dá)到樹(shù)脂玻璃轉(zhuǎn)化 溫度時(shí) 樹(shù)脂鏈接運(yùn)動(dòng)由于受鈦納米粒子的化學(xué)鍵合和填充的束縛作 用 其自由體積空穴不能增大 仍有良好抗?jié)B透性 使腐蝕因子不易 透過(guò) 其耐溫性能比同基樹(shù)脂涂料高50 以上 例如環(huán)氧基涂料的耐 溫性一般是80 而環(huán)氧基鈦納米聚合物涂料的耐溫性達(dá)到150 3 2 5耐水性好 鈦納米聚合物涂料的羥基 醚基及氨基等親水基 與鈦 第 4 頁(yè) 共 5 頁(yè) 納米聚合物發(fā)生化學(xué)鍵合或化學(xué)吸附 其極性大幅度下將 此外鏈接 上的鈦納米聚合物有疏水性 這樣涂料的整體耐水性大大提高 另外 固化后玻璃化溫度的提高 涂層良好的抗?jié)B性賦予涂層優(yōu)秀耐水性 4結(jié)構(gòu)層的選擇與施工4 1防腐層的選擇防腐結(jié)構(gòu)層見(jiàn)表二 表二結(jié) 構(gòu)層的選擇防腐等級(jí)涂料名稱采用道數(shù)涂層厚度 m加強(qiáng)型底涂層xK 252中涂層xK 252面涂層xK 252底2中1面2底80中45 總215面90 4 2施工4 2 1底面處理 對(duì)于罐內(nèi)壁進(jìn)行機(jī)械噴砂處 理 處理后的金屬表面達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除 銹等級(jí) GB8923 88中Sa2 5級(jí) 二級(jí) 即 鋼材表面應(yīng)無(wú)可見(jiàn)的油脂 污垢 氧化皮 鐵銹和油漆涂層附著物 表面應(yīng)顯示均勻的金屬光澤 并用吸塵器 干燥潔凈的壓縮空氣或刷子清除粉塵 表面無(wú)任何殘留物 同時(shí)表 面有40 m左右的粗糙度 4 2 2涂刷兩道底漆 在涂刷前首先用吸塵 器把金屬表面的灰塵處理掉 同時(shí)把腳手架上的灰塵去掉 表面保持 干燥 然后涂刷兩道鈦鈉米聚合物涂料 每道漆固化不小于12小時(shí) 4 2 3中間漆一道 涂刷三道鈦鈉米聚合物涂料 4 2 4面漆兩道 涂刷 兩道鈦鈉米聚合物涂料面漆 以上每道漆固化時(shí)間間隔為12小時(shí) 涂 層施工完后固化7天可以投入使用 5使用效果與經(jīng)濟(jì)分析5 1使用效果 使用1年以后檢查 防腐涂層整體性完好 涂層表面有光澤 無(wú)起皮 起泡 龜裂 脫落等現(xiàn)象 防腐涂層表面沒(méi)有任何銹蝕產(chǎn)物附著在表 面 5 2經(jīng)濟(jì)分析固體含量高 鈦鈉米聚合物涂料的固含量在75 以上 而普通的涂料固含量為35 左右 所以涂覆同等干膜厚度時(shí)是普通 涂料的1 2左右 比重輕 鈦鈉米聚合物涂料涂層的比重為1 17 1 20g cm3 其它重防腐涂料涂層比重在1 50g cm3以上 因此在干膜 第 5 頁(yè) 共 5 頁(yè) 厚度相同時(shí) 涂覆相同面積的材料所消耗本涂料比其它涂料節(jié)省20 3 0 涂層的干膜厚度 相同的干膜厚度該涂層壽命比普通高兩倍以上 也就是說(shuō) 在要求使用壽命相同的情況下 該材料的干膜厚度可以 做到到普通涂料的干膜厚度的2 3時(shí)防腐性能絕不低于普通涂料 6結(jié) 論抗?jié)B透性強(qiáng) 比一般特種防腐涂料抗?jié)B能力強(qiáng) 抗腐蝕性高 在該 條件下使用比一般的防腐層耐腐蝕 抗垢性好 表面光滑涂層表面不 易結(jié)銹垢 耐溫性好 耐溫性能比同基樹(shù)脂涂料高50 以上 耐煙氣 好 長(zhǎng)期使用防腐涂層不會(huì)反粘 變脆 施工性好 涂料施工成型好 比常規(guī)涂料表干時(shí)間 24h 縮短一倍 12h 所以說(shuō)該防腐涂層 在含有硫化物等多種介質(zhì)的煙氣中 解決了金屬表面腐蝕常規(guī)特種防 腐涂料耐腐蝕不耐溫度的難題 為引風(fēng)機(jī)內(nèi)壁的防腐蝕找到了一種新 方法