中国石油天然气锦西石化分公司 辽宁省葫芦岛市 125000
摘要：随着石油工业的迅速发展，石化企业开始加工高含硫原油，而炼油设备一般用普通碳钢制造，在加工过程中产生的腐蚀问题日益严重。其中减压装置和催化裂化装置加工过程产生大量的含硫污水，污水介质温度一般为50～60℃，短期内可达到70～80℃，污水中存在着大量的H2S、NH3、HCN、CO2，同时又含有大量的Cl－、SO2－4等有害离子以及大量的硫化物、细菌、有机酸和酚等物质。污水中的Cl－、铵盐和H2S对设备的腐蚀危害相当大，且酚具有极强的渗透性，易穿透涂层到达金属表面而产生腐蚀，再加上硫化物以及氨的作用而使基材碳钢腐蚀加剧，控制污水储罐腐蚀对石油行业发展和人员安全具有重要意义。
关键词：含硫污水罐；防护措施；现状；展望
1污水罐腐蚀影响因素
1.1硫化物的含量
我国原油含硫量较高，加工原油过程中产生大量的含硫污水，污水中的硫化物对储罐造成腐蚀的主要是活性硫，其中包括S2－和H2S。S2－对碳钢的腐蚀影响大小与其浓度有关。王际东等以Q235钢为试验对象，利用交流阻抗和动电位极化技术，研究了Q235钢在不同浓度的S2－作用下的电化学行为。结果表明：Q235钢在S2－作用下阳极极化表现为钝化特征，且随着S2－浓度的增加，Q235钢的腐蚀电流密度先增大后减小，自腐蚀电位则先下降后上升，Q235钢在S2－浓度为20g/L时腐蚀电流密度达到最大，自腐蚀电位最负。冯拉俊等利用恒电位极化法研究硫离子对碳钢腐蚀性的影响。结果表明：Na2S含量较低时，腐蚀主要为点蚀，Na2S含量较高时，碳钢表现为均匀腐蚀。郭霖等利用宏观照片和XＲD分析手段，研究了S2－浓度对含盐污水中碳钢腐蚀性能的影响，发现在测试区间内，随着腐蚀介质中S2－含量的增加，碳钢表面生成的FeS使得碳钢的均匀腐蚀速率逐渐降低，腐蚀产物为Fe3O4、CaCO3和FeS；当腐蚀介质中S2－含量小于100mg/L时，由于侵蚀性Cl－的存在，使得碳钢表面出现明显的点蚀现象，且介质中S2－含量越低，试样抗点蚀性能越差。
1.2NH+4的浓度
杨洋等利用稳态极化曲线法研究碳钢在含硫水溶液中的电化学行为，在质量分数为2%的硫化钠水溶液中添加不同浓度（0.1mol/L、0.3mol/L、0.5mol/L、1mol/L）的的氨水，通过测量碳钢电极的的稳态极化曲线，发现碳钢在不同浓度的氨水中的阳极极化曲线基本一致，表明在添加的浓度范围内碳钢的腐蚀特征基本相同。随着添加氨水浓度的增大，碳钢的自腐蚀电位发生负移，表明氨水浓度的增加能够加速碳钢的腐蚀。李明等在典型的电化学渗氢装置中研究了硫化氢环境下氢扩散影响因素，在NACE标准溶液中添加不同浓度的氨水，通过测量渗氢电流－时间曲线，发现当溶液的pH=3.5时，随着氨水浓度的增加，最大扩散电流的通量有上升的趋势，当NH+4的浓度从0增加到200mg/L的时候，最大扩散电流的通量只上升了约10%，增加幅度并不大。当pH溶液=6.8时，随着氨水浓度的增加，最大扩散电流的通量也有上的趋势，在NH+4浓度相同变化范围内，最大扩散电流的通量上升超过50%，增幅明显。研究表明：在H2S环境中，氢扩散稳态电流随着NH+4浓度的增加而增大，且增加幅度随着pH值的增加而加大。
2防护措施与效果
污水罐防腐措施中，绝大部分采用的是防腐涂料。但防腐涂料种类很多，使用效果各不相同。现将文献中收集到的多家防护措施与效果进行汇总分析，以便找出最有效的方法。
2．1含硫污水罐防腐涂料的成败实例
各厂家防腐涂料的使用情况和效果见表1
表1各厂家防腐涂料的使用情况和效果
根据现有文献并结合笔者以往试验结果可以得出如下结论：
a．过去防腐蚀中广泛使用的乙烯类树脂涂料和聚氨酯防腐蚀试验涂料耐污水腐蚀性最差，本来效果较好的环氧呋喃涂料在严酷的污水腐蚀试验环境中，也未表现出明显的效果，经过半年浸泡后液相表面出现密集小泡。YJ呋喃涂层更易发脆剥落，变色严重，基本失效。
b．环氧沥青和环氧沥青鳞片涂料经半年挂片试验，涂层已疏松，用力可刮去，说明持久性不佳。
c．具有阴极保护作用的富锌和富铝涂料，效果不理想，其中锌、铝牺牲阳极也不能使之免受腐蚀，特别是富锌涂层，由于涂层较薄，表面腐蚀严重。富铝涂层的腐蚀主要发生在气液交界处。可见，富铝涂层不能单独用作污水防护涂层，与耐蚀性很好的面漆配套使用，才能发挥更好的效果。
d．效果最好的涂层是WF40含硫污水介质专用防腐涂料配套体系，涂层表面完好，光滑平整，强度高，未出现气泡，几乎没有损坏，WF40涂料中的底漆为高环氧型，中间漆为环氧过渡层，面漆为环氧树脂加玻璃鳞片，是理想的污水防腐涂料。
3污水罐防腐涂层技术展望及推荐方法
炼油厂污水罐的特点是介质复杂，腐蚀性强，有毒性，且罐体壁厚小、面积大、压力低。所选用的防腐方案效果要好，价格又不能太高。像热喷涂、不锈钢衬里等方案就不宜采用，性价比最高的是在防腐涂层或另加电化学防腐等方法中选择。但目前的数百种涂料无一能保证万无一失。因此要根据具体使用条件进行优选改进。根据现有理论和试验结果，笔者认为应首选环氧树脂类的重防腐涂料，面层选用加入了玻璃鳞片的环氧树脂。
鉴于目前WF40涂料因为型号改变或其他原因而断供，笔者在吸取了国内外经验并参考已有试验结果和最新技术的基础上，推荐下列污水罐防腐涂料方案：底漆为H06-4型高环氧富锌底漆，中间层为H53-33型云铁环氧脂防锈漆，面漆为H52-33型环氧树脂玻璃鳞片漆，总厚度400μm。最好在金属表面先喷铝作为牺牲阳极的阴极保护层，涂了上述涂层后再另加镁或铝作为牺牲阳极的阴极保护措施，效果会更佳。这里的涂层方案简称为H06+53+52型环氧玻璃鳞片涂料。
结束语
由于各炼油企业的污水中含有炼制高含硫原油中产生的大量H2S、NH3、HCN、CO2，同时又含有大量的酚、Cl－、SO42－等有害离子以及大量的细菌，同时温度比较高（70～80℃），使得低碳钢设备腐蚀相当严重，腐蚀速度极快。从而引起了炼油厂等相关企业和研究人员的高度重视。笔者主要分析了炼油厂污水中的主要腐蚀性介质及其腐蚀机理，并提出了合理的防腐方法和防护措施。
参考文献
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论文作者:杨笑
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第33期
论文发表时间:2019/3/5
标签：污水论文; 浓度论文; 涂层论文; 碳钢论文; 氨水论文; 含硫论文; 效果论文; 《建筑学研究前沿》2018年第33期论文;