顺丁橡胶装置设备腐蚀原因分析及防腐蚀措施

顺丁橡胶装置设备腐蚀原因分析及防腐蚀措施

赵帅

大庆石化公司化工三厂橡胶聚合联合车间 黑龙江大庆 163714

摘要：随着近年来我国石油化工企业的发展，顺丁橡胶装置开始广泛应用其中，而顺丁橡胶产品出现的腐蚀现象引发了人民对其措施的研究。长期的使用实践表明，顺丁橡胶设备的腐蚀主要是氢氟酸的作用以及部分循环水换热器的有氧腐蚀。长时间使用顺丁橡胶装置，两类物质的交替使用就会产生严重腐蚀现象。针对此问题，要具体分析其原因，并采取相应切实有效的措施，才能减少在生产过程中造成不必要的损失，保证顺丁橡胶装置的平稳安全运行。

关键词：顺丁橡胶；设备；腐蚀；防护

前言：顺丁橡胶是由丁二烯聚合制成的结构规整的合成橡胶。其硫化后优异的耐寒性、耐磨性和弹性，与丁苯橡胶和天然橡胶相比，顺丁橡胶动负荷下发热少，耐化性好。我国顺丁橡胶的研究始于上世纪60年代，1971年北京燕山石油化工公司合成橡胶建成投产了我国第一套镍系顺丁橡胶生产装置。近年来，我国顺丁橡胶生产发展迅猛，产量不断增加。我国目前生产规模最大的人工橡胶产业就是顺丁橡胶。顺丁橡胶产品应用广泛，其具有较好抗磨性、抗压性尤其适用在石油化工产业中。顺丁橡胶主要用于制造轮胎，也可用于制造耐磨制品，耐寒制品，防震制品，作为塑料的改良剂。顺丁橡胶可用传统的硫磺硫化工艺硫化，其加工性能的胶片平整性和光泽度、焦烧时间与一般通用胶类似，但其亦有混炼时混合速度慢，轻度脱辊的缺点。顺丁橡胶几乎很少单独使用，大多与其它橡胶并用。与丁苯橡胶和天然橡胶相比顺丁橡胶填充性较好，顺丁橡胶能保持较好的胶塑性能，因其可填充更多的操作油和补强填料，可使炭黑较好地分散，有较强的炭黑润湿能力。而且具有混炼时抗破碎能力强的特点。能有效地降低塑胶成本。顺丁橡胶装置产品一旦发生腐蚀现象就必须停工生产，如果持续作业将会导致管线崩裂，污染物泄露等问题，严重影响进行正常联合生产，甚至造成重大安全事故

1、顺丁橡胶装置设备腐蚀原因浅析

  国内顺丁橡胶生产采用以镍、铝、硼为催化剂，以加氢汽油为溶剂的催化剂，在溶剂回收系统存在较强酸性腐蚀现象。主要有脱水塔预热器，脱水塔回流罐严重腐蚀。生产中经常出现漏点，甚至导致经溶剂水值高，造成丁二烯聚合反应减弱或停止。严重影响生产，制约设备长周期运转。国内生产厂采取不同措施以控制系统酸性，减轻腐蚀。三氟化硼乙醚络化合物是在顺丁橡胶生产中实现高强度人工合成材料所需的催化剂，回收不彻底的催化剂，会残留在顺丁生产的胶液中，转移到存储罐，在闪蒸中析出大量丁二烯和三氟化硼乙醚络化合物。其与凝结的水分子结合形成氢氟酸和硼酸的物质，导致顺丁装置出现腐蚀性。

2、顺丁橡胶装置设备腐蚀形式和防护原则

    目前国内外虽然对顺丁橡胶有较为成熟的生产技术工艺，但在防腐措施方面并未取得较好解决方案，基于催化剂在使用过程中产生腐蚀性物质不可避免的，严重腐蚀设备和管线，我们要积极采取化学中和法和新材料替换法的相应措施应对腐蚀问题。第一是氢损伤。铁离子在氢氟酸作用下还原，形成铁氟化合物，生成氢气。氢气导致管线膨胀，导致金属变形。第二是缝隙腐蚀。部分氢氟酸液流入焊接工艺中出现的焊接缝隙，加速腐蚀。氟化铁物质生成过程中导致空间膨胀，加速腐蚀。不改变反应结果，减少腐蚀酸液的产生，有效控制氢氟酸可以降低催化剂的用量。引入酸碱中和系统，二级碱洗装置可以有效缓解腐蚀问题。

3、顺丁橡胶装置防腐措施策略

    鉴于顺丁橡胶的优质特性，国内外都在大量生产和应用，所以在生产方面的工艺技术也比较成熟。但是，相对于顺丁橡胶自身容易产生腐蚀性的特点，目前还没有特别优质的解决方法，尤其是在石油工业中对生产管线的腐蚀现象。要彻底解决这一问题，主要采取以下措施办法。

  3.1化学工艺方面

  首先，由于顺丁橡胶装置中产生酸性物质的主要是三氟化硼乙醚络化合物所形成的硼酸，最简单的方式是，通过减少三氟化硼乙醚络化合物的应用来减少硼酸的生成量，或者改变现有的催化剂体系，采用新的催化剂产品来代替三氟化硼乙醚络化合物产品。同时，也可以通过降低酸性催化剂的含量来降低酸性转换率。其次，通过中和反应来减少酸性腐蚀。酸与碱的中和作用属于化学手段，在顺丁橡胶装置中加入碱化系统，通过碱液的作用实现酸碱中和；应该说这种方法在理论上是非常可行的，但是在工业化的操作中还存在一些问题，主要是由于丁二烯等物质不能够溶于水且存在较多，形成独特的“油包水”现象，中和效果并不理想。为此，碱洗一般会进行多次，并配合水洗来进行。

  3.2物理工艺方面

  除了化学手段之外，物理手段同样可以实现防腐蚀的措施，这主要从作用于设备管线的角度进行防范。结合发生腐蚀的现状，一般设备的管线都是金属材料制造的，例如不锈钢材。可以通过更换防腐蚀性的特地树脂材料或者高分子材料来代替原有设备管线。这种方法的优点在于更换方便，施工速度更快，同时在维护工艺上更加简单。但是，物理方法本质上还是一种“治标不治本”的消极方式，同时全部更换设备管材也会造成很高的成本，对企业的生产运营是一种压力。物理手段的采用原则是在特殊的部位进行修改，尤其是在一些动态性较强的部分。

  3.3材质防腐

  材质升级是最简单有效、最常用的防腐措施。由于溶剂油回收系统的油水分层罐、脱水罐中的水中含有氟硼酸等酸性物质，腐蚀较为严重，顺丁橡胶装置在腐蚀严重的部位均进行了材质升级，选用了较高等级的材质。同时采用特殊处理和新型的涂料，解决设备的点腐蚀问题。需注意的是，采用涂料等表面处理技术要特别注意施工质量，基体处理要干净，涂层要均匀，以及检修过程中注意对涂层的保护，以避免机械碰撞、过热蒸汽等带来的损坏。

  3.4加强腐蚀监测的管理和技术的应用

  腐蚀监检测是炼化装置的防腐重点工作。腐蚀监测的关键在于及时、准确地反映和预测装置腐蚀情况，为了保证数据的可靠性和连续性，顺丁装置派专人负责腐蚀监测工作，并对重点监测部位和监测数据进行长期跟踪监测，同时还加强停工检修期间的腐蚀调查，对防腐效果进行检验和验证，以便更好地指导生产操作。对于装置易腐蚀的重点部位，采用了多种监检测方法，避免监测技术的片面性。研究院防腐中心根据装置具体情况充分利用腐蚀监测技术资源，对顺丁装置设计合理的监测技术方案，实现了不同腐蚀监测技术的优化组合。同时通过腐蚀监测数据库的开发，加强了腐蚀监检测数据的分析、处理和综合管理，真实准确预测和评估装置腐蚀速度和剩余寿命，从而及时采取预防或者补救措施，真正做到有经济效益地长周期、安全生产。

结语：在化工产业中装置腐蚀性不可避免，但可以采取相应预防措施。通过上述设备腐蚀原因分析，针对腐蚀原因采取有效措施，可以从工艺和设备两方面减少控制设备腐蚀，有效控制了顺丁装置设备的腐蚀问题。但顺丁橡胶装置的防腐蚀研究目前尚不成熟，有待工艺设备的改造，从根本上消除腐蚀性的影响。

参考文献：

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