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鋼制原油儲罐的腐蝕與綜合防護(hù)

文檔作者：王鵬1 張玉剛2 文檔來源： 1. 中國石油錦州石化分公司工程管理部 2. 錦州石化公司設(shè)備研究院,		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年12月11日
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2007年2月　　　　　　　　　　　　　　　　　云南化工　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ap r. 2007
　第34卷第1期　　　　　　　　　　　　Yunnan Chemical Technology　　　　　　　　　　　　　　Vol. 34,No. 1　
鋼制原油儲罐的腐蝕與綜合防護(hù)
王　鵬1 ,張玉剛2
(1. 中國石油錦州石化分公司工程管理部,遼寧錦州121001;
2. 錦州石化公司設(shè)備研究院,遼寧錦州121001)
收稿日期: 2006 - 09 - 14
作者簡介: 王鵬(1972 - ) ,男,遼寧黑山人,工程師,現(xiàn)從事石化設(shè)備腐蝕與防護(hù)研究工作。
摘　要: 　論述了鋼制原油儲罐腐蝕的基本情況,分析了引起腐蝕的主要原因,給出了腐蝕機(jī)理,提出了涂料
和陰極保護(hù)聯(lián)合防護(hù)的概念,重點介紹了錦州石油化工公司20000m3 原油儲罐中涂料的選擇原則和長效綜合防護(hù)
對策以及它的應(yīng)用情況。
關(guān)鍵詞: 　油罐;腐蝕;防護(hù);涂料;陰極保護(hù)
中圖分類號: 　TE988　　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼: 　A　　　文章編號: 　1004 - 275X(2007) 01 - 0027 - 02
Cauter iza tion of Steel Store Jar for O il and Protection
Wang Peng1 , Zhang Yugang2
(1. Office for Engineering Administration of J inzhou Branch, China Petroleum Chemical Company, J inzhou 121001, China;
2. Institute of Equipment, J inzhou Petroleum Chemical Company, J inzhou 121001, China)
Abstract: 　Cauterization of steel store jar for oilwas introduced including caused reason and mechanism, and concep t
on the p rotection with dope and cathode was put forward. Choice p rincip le of dope, long term p rotection measure and app li2
cation of a 20000 m3 store jar in J inzhou Petroleum Chemical Company was p resented mainly.
Key words: 　oil jar; cauterization; p rotection; dope; cathode p rotection
前言
近年來,隨著人類對能源需求的不斷增長,我國
的許多港口及煉油廠建立了大量的原油儲罐,這些設(shè)
施的可靠運行對高效生產(chǎn)及環(huán)境安全有直接關(guān)系,其
壽命長短也直接影響著煉廠的經(jīng)濟(jì)效益。一般油罐
的設(shè)計使用壽命為20年,而實際上,由于所儲存的原
油含有水、無機(jī)鹽、氫硫酸、有機(jī)酸等腐蝕性化學(xué)物
質(zhì),大大縮短了原油儲罐的使用壽命。由于腐蝕不僅
縮短了油罐正常的使用壽命,而且使油品中摻入鐵銹
等雜質(zhì),這些雜質(zhì)的摻入造成煉油后續(xù)工段催化劑中
毒,并對成品油質(zhì)量造成不良影響。因此,原油儲罐
的防護(hù)越來越受到重視。
1　原油儲罐的內(nèi)腐蝕
1. 1　原油儲罐腐蝕情況
造成原油儲罐腐蝕的主要是原油中含有環(huán)烷
酸、無機(jī)鹽、硫化物以及微生物等對鋼鐵造成的腐
蝕。腐蝕嚴(yán)重的部位是罐底水相部分,其次是加
熱管,嚴(yán)重者3～4年就腐蝕穿孔破壞。腐蝕特征
是產(chǎn)生斑點、坑蝕,甚至穿孔,腐蝕速率可高達(dá)(0.
2～0. 4) mm / a。原油儲罐內(nèi)部的腐蝕部位大致可
分為水相、油相、汽相,分布如圖1所示。
圖1　原油儲罐內(nèi)部的腐蝕分布
Figure 1　D istr ibution of cauter iza tion in inner store jar of o il
原油儲罐內(nèi)部不同部位的腐蝕速率如表1。
表1　碳鋼( A3)材質(zhì)原油儲罐內(nèi)部不同部位腐蝕速率(mm /a)
Table 1　Cauter iza tion ra te in d ifferent
inner parts of carbon - steel jar
油罐部位水相油相氣相
腐蝕速率0. 2～0. 4 0. 05～0. 08 0. 08～0. 15
1. 2　腐蝕機(jī)理
(1) 油罐氣相部位。以化學(xué)腐蝕為主,氣相
部位基本上為均勻腐蝕。這是因為油料中揮發(fā)出
的酸性氣體H2 S、HCl,外加通過呼吸氣閥進(jìn)入罐
內(nèi)的水分、氧氣、二氧化碳、二氧化硫等腐蝕氣氛
在油罐上凝結(jié)成酸性溶液,導(dǎo)致化學(xué)腐蝕的發(fā)生。
(2) 油罐的儲油部位。該部位腐蝕速率低,
一般不會造成特殊危險。但是在氣相、液相交界
處,即干濕交界處環(huán)境潮濕富氧,具備了電化學(xué)腐
蝕的兩個基本要素。
(3) 罐底內(nèi)表面。其腐蝕形貌為點蝕。主要
原因是罐底積聚了酸性沉淀,酸性水中含有大量
的富氧離子,成為較強(qiáng)的電解質(zhì)溶液,產(chǎn)生化學(xué)腐
蝕;加上油中固體雜質(zhì)和油罐腐蝕產(chǎn)物大量沉積
于罐底,它們與油罐罐底有不同的電極電位,這就
形成了腐蝕電池,產(chǎn)生了電化學(xué)腐蝕。[ 1 ] 。
2　原油儲罐的防護(hù)
用于油罐內(nèi)壁的防護(hù)方法很多,如表面鍍,滲相
應(yīng)的耐腐蝕材料,水泥沙漿襯里,噴刷防腐涂料等。
目前,國內(nèi)多采用抗靜電防腐涂料。由于油料在流
動、過濾、攪拌、噴射、灌注等的過程中,可能產(chǎn)生靜電
荷、攜帶靜電荷的流體進(jìn)入儲罐后,則發(fā)生電荷的積
聚,引起電位的升高,該電位是否會上升到超過安全
極限值,取決于油料中的靜電荷是否能夠迅速釋放。
否則,由于靜電荷的積聚,可能發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故。
因此,所選涂料除應(yīng)具有良好的耐油、耐水性,附著力
強(qiáng),柔韌性好,抗沖擊、抗老化等性能外,還必須滿足
GB13348 - 92《液體原油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程》及中國石
化總公司(91)生字224號文件對油罐《內(nèi)壁防腐涂料
應(yīng)低于108 «m 》的要求。
涂料防腐是涂層將金屬與介質(zhì)隔開,起到保護(hù)金
屬的作用,但由于涂層本身有微孔,老化后又易出現(xiàn)
龜裂、剝離等現(xiàn)象,再加上施工不良,產(chǎn)生針孔,這樣
裸露的金屬形成小陽極,涂層部分成為大陰極而產(chǎn)生
局部腐蝕電池,進(jìn)而使漆膜破壞得更為嚴(yán)重。因此,
采用單獨的涂料保護(hù),得不到滿意的效果。若采用涂
料與陰極保護(hù)聯(lián)合防護(hù),則裸露的金屬獲得集中的保
護(hù)電流而得到陰極保護(hù),彌補(bǔ)了涂層缺陷、惡化,聯(lián)合
防護(hù)只需較小的電流就可將被保護(hù)的罐體及部件極
化至保護(hù)電位,因而大大地延長了使用周期。涂料與
陰極保護(hù)聯(lián)合防護(hù)是原油儲罐的長效綜合防護(hù)方法
最有效方法[2 ]。
3　原油儲罐長效綜合防腐實例
1996年,錦州石化公司在錦州港建R - 102原
油貯罐,材料A3 鋼,容量為20000 m3 ,直徑為33
米,根據(jù)要求采用涂料與陰極保護(hù)聯(lián)合防護(hù)。
3. 1　油罐涂料選擇
國內(nèi)導(dǎo)靜電油罐防腐涂料主要以環(huán)氧樹脂、環(huán)氧
改性樹脂、聚氨酯、乙烯酯等為主要成膜物質(zhì),加入溶
劑、導(dǎo)靜電微粒、填料、助劑等組成涂料。一般常用的
品牌有: H - 99環(huán)氧抗靜電涂料、PF109金屬油罐導(dǎo)靜
電涂料、SY - 93環(huán)氧導(dǎo)靜電油罐涂料、SY - 96聚硫改
性環(huán)氧導(dǎo)靜電油罐涂料、G - 4油罐導(dǎo)靜電涂料、環(huán)氧
呋喃抗靜電涂料、環(huán)氧漆酚導(dǎo)靜電油罐涂料、821耐油
防腐抗靜電涂料等。
選用SY - 93型防腐導(dǎo)靜電油罐涂料,該涂料
是錦州石油化工公司設(shè)備研究所研制成功的一種
耐油導(dǎo)靜電涂料,在各類型油罐防腐上應(yīng)用獲得
成功,并取得滿意效果。SY - 93型防腐防靜電油
罐涂料是以環(huán)氧改性樹脂為成膜物質(zhì),加入導(dǎo)靜
電的微粒,加溶劑、助劑、固化劑組成的雙組分涂
料,常溫固化施工方便。SY - 93型油罐涂料附著
力強(qiáng),漆膜堅硬光滑,抗沖擊,耐磨,導(dǎo)電,耐各種
油、海水、污水,耐酸堿鹽溶液,滿足油罐防腐需
要。其配方如下:
表2　SY - 93涂料的配方
Table 2　Prescr ipt_ ion of dope SY - 93
組分原料底漆/% 面漆/%
A
環(huán)氧改性樹脂
混合溶劑
鐵紅
導(dǎo)靜電微粒A
導(dǎo)靜電微粒B
14. 2
14. 2
19. 1
46. 1
—
36. 4
32. 4
—
—
6. 1
B
助劑
固化劑
促進(jìn)劑
1. 5
1. 4
3. 5
1. 5
9. 1
14. 5
(下轉(zhuǎn)第36頁)
·28· 云南化工 　　　　　　　　　　　　　　　　　2007年第 1期 　
和分散劑都被揮發(fā)或過濾洗滌,所以可以用B /A
來表示包封率。通過精確稱量反應(yīng)前各試劑的
量,計算得到A值;通過X射線熒光檢測可測定
B值。另外也可以取一定量的濾液進(jìn)行等離子體
光譜測量其中鋨金屬元素的含量,計算其中四氧
化鋨的含量,與全部濾液比較可得到?jīng)]有被包封
的四氧化鋨的質(zhì)量w2 ,再與反應(yīng)前投入的四氧化
鋨的質(zhì)量w1 的比值w2 /w1 就是其包封率,但該法
要求精確測定濾液的體積及精確配制一系列不同
鋨含量比值的標(biāo)準(zhǔn)溶液,以方便等離子體光譜儀
的測定。相比之下采用X射線熒光分析的方法
較為方便。
3　結(jié)論
以通用聚苯乙烯和揮發(fā)溶劑為有機(jī)相, 0. 1%
十二烷基硫酸鈉水溶液為分散相,采用溶劑揮發(fā)
法可以制備包含有四氧化鋨催化劑的微膠囊。其
粒徑和包封含量與制備微膠囊的溶劑、溫度、攪拌
速率、用量等操作參數(shù)有關(guān)。
參考文獻(xiàn):
[ 1 ] 　Kolb H C, Van Nieuwenhze M S, Sharp less K B. Catalytic
asymmetric dihydroxylation [ J ]. Chem. Rev. , 1994 ( 94 ) :
2483 - 2547.
[2 ]　李月明,范青華,陳新滋. 不對稱有機(jī)反應(yīng)———催化劑的回收
與再利用[M] . 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2003 : 93 - 104
[ 3 ] 　Nagayama S , EndoM, Kobayashi S. Microencap sulated osmi2
um tetraoxide. A new recoverable and reusable polymer - sup2
ported osmium catalyst for dihydroxylation of olefins [ J ] . J.
Org. Chem. , 1998, 63 (18) : 6094 - 6095.
[ 4 ] 　Kobayashi S, Endo M, Nagayama S. Catalytic asymmetric di2
hydroxylation of olefins using a recoverable and reudable [ J ] .
J. Am. Chem. Soc. , 1999 , 121 (48) : 11229 - 11230.
[5 ] 　Kobayashi S , Ishida T, Akiyama R. Catalytic asymmetric di2
hydroxylation using phenoxyethoxymethyl - polystyrene (PEM) -
based novel microencapsulated osmium tetroxide ( PEM - MC
OsO4 ) [ J ] . Org. Lett. , 2001, 3 (17) : 2549 - 2652.
[ 6 ] 　Ishida T, Akiyama R, Kobayashi S. A novel microencap sula2
ted osmium catalyst using cross - linked polystyrene as efficient
catalyst for asymmetric dihydroxylation of olefins in water [ J ] .
Adv. Synth . Catal. , 2005 (347) : 1189 - 1192.
(上接第28頁)
3. 2　陰極保護(hù)計算
原油儲罐的油品沉積介質(zhì)中含鹽量高,腐蝕
性成分多,致使儲罐底受到嚴(yán)重的腐蝕,多年實踐
證明,犧牲陽極保護(hù)陰極要以減緩與沉積污水介
質(zhì)相接觸部分表面的腐蝕。陰極保護(hù)一般采用壓
制帶狀陽極在罐底環(huán)狀布置和罐壁下聞均勻分布
作犧牲陽極。
R - 03原油罐,容量為20000 m3 ,直徑為33
m,要求保護(hù)罐底板及以罐壁上0. 5 m 的面積。
通過計算,保護(hù)面積為965. 6m2 ,陰極保護(hù)所需電
流:總= Ⅰ ×S總= 0. 12 ×965. 6 = 115. 9A,平均
保護(hù)電流為Ⅰ平= 0. 06 ×965. 6 = 58A。選用七
二五所的高溫鋅陽極, 型號為XZA - 16, 單重
15. 6 kg,陽極設(shè)計壽命為10 年,據(jù)計算結(jié)果,陽
極塊數(shù)量為138塊, 罐底板均勻分布100塊,罐
壁分布38塊,總重量2152. 8 kg。陰陽極面積比
70 ∶1,陽極塊布置示意圖如圖2所示,陽極塊焊
接固定。
3. 3　防護(hù)效果
經(jīng)過采用涂料和犧牲陽極的聯(lián)合防護(hù),使用
10年取得良好的應(yīng)用效果。
圖2　102號原油罐犧牲陽極布置示意圖
Figure 2　Scheme of d isposa l for sacr if ice
of anode in No. 102 of o il jar
參考文獻(xiàn):
[ 1 ] 　王德武. 鋼油罐內(nèi)部的腐蝕與防護(hù)[ J ]. 腐蝕與防護(hù), 1998,
19 (5) : 221 - 222.
[ 2 ] 　孫建斌. 20000 m3 金屬儲罐陰極保護(hù)經(jīng)驗及效果分析[ J ].
油氣儲運, 2001, 20 (1) : 23 - 24.
·36· 云南化工 　　　　　　　　　　　　　　　　　2007年第 1期

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