柔性EFT水冷器防腐技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐與技術(shù)探索--不斷完善中
摘要：我們國家水冷器發(fā)展經(jīng)歷了近五十年的發(fā)展歷程，其中采取的防腐方法基本經(jīng)歷了十年一個(gè)臺(tái)階十年一個(gè)新材料。到上世紀(jì)九十年代基本停滯在TH901水平上，沒有太多的新技術(shù)。隨著我們國家尤其是中國石油集團(tuán)公司戰(zhàn)略發(fā)展方向以“節(jié)能環(huán)保、增能降耗”的調(diào)整，各煉化分公司大量使用中水等原因，水質(zhì)呈現(xiàn)波動(dòng)及腐蝕性加重的趨勢，這是一個(gè)在國內(nèi)煉化企業(yè)普遍存在的問題，與之對(duì)應(yīng)的水冷器的腐蝕性加劇也日漸突出，因此解決好水冷器的防腐有著深遠(yuǎn)的意義。本文簡要闡述國內(nèi)水冷器歷經(jīng)五十年的主要防腐情況做一小結(jié)，對(duì)水冷器下一步發(fā)展方向做了大膽的預(yù)測。
關(guān)鍵詞：水冷器  防腐   歷程 問題  實(shí)踐  展望 
 前言自大慶地區(qū)開采出我們國家第一口高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)原油以來，中石油大連石化公司(原大連石油七廠)是我們國家第一個(gè)煉制大慶原油的煉油企業(yè)，由于地處沿海，大量采用海水做冷卻用水，因此，大連石化公司在國內(nèi)冷卻器防腐方面的技術(shù)探索，是國內(nèi)最早了煉油企業(yè)。
此外，大連化學(xué)工業(yè)公司由于是日本在大連殖民統(tǒng)治時(shí)期建設(shè)成的當(dāng)時(shí)亞洲最大的化工廠，其冷卻器防腐同大連石化公司一樣,有著近似相同的的經(jīng)歷，因此，本文以大連某石化公司為例，將1959年以來煉制大慶原油的冷卻器防腐歷程，在這里做一闡述和回顧，由此引申也可窺見我們國家煉油與化工行業(yè)冷卻器防腐的發(fā)展歷程的縮影，加以敘述，具有一定代表意義,也為我們國家煉化企業(yè)今后冷卻器發(fā)展的方向提供一個(gè)有一定前瞻意義的技術(shù)發(fā)展思路。 

• 冷卻器防腐發(fā)展歷程

50年代后期，即1958年伊始，大連石化公司最早采用環(huán)氧改性酚醛涂料進(jìn)行防腐（同期的大連化學(xué)工業(yè)公司亦如此），環(huán)氧改性酚醛顧名思義就是將環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂通過物理混合后，依靠其特有的互為固化劑的特征，進(jìn)行冷卻器的內(nèi)、內(nèi)外防腐，酚醛涂料由于其固有的有效周期（保存時(shí)間）短的特性，需要配套做反應(yīng)釜，隨時(shí)用隨時(shí)合成，其存在的主要的問題是產(chǎn)品不穩(wěn)定，容易失效結(jié)塊，故限制了其使用，此外，環(huán)氧改性涂層需要做升溫固化，對(duì)操作要求較高，實(shí)施不便，即便如此，其良好的耐溫性能（120℃）在當(dāng)時(shí)是最先進(jìn)的，此方法大概在國內(nèi)風(fēng)靡了近20余年。
   到了上世紀(jì)1979年代末，國內(nèi)某科研單位研制出以環(huán)氧樹脂為基礎(chǔ)的7910樹脂防腐涂料，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，有一定的耐溫性，可以達(dá)到100℃，在國內(nèi)煉化單位大量使用，使用過程中其耐溫性較低，附著力有限，慢慢暴露出其不足，因此，沒有像環(huán)氧改性酚醛那樣被廣泛認(rèn)可。
    80年代中下旬，國內(nèi)天津一海水淡化研究所研制出一種叫TH847的海水冷卻器專用防腐涂料，被當(dāng)時(shí)的國家科委評(píng)定為優(yōu)秀科技二等獎(jiǎng)，且在1989年由當(dāng)時(shí)的中國石化公司發(fā)布專門文件推廣其使用，這也間接反映出我們國家在水冷器領(lǐng)域防腐手段良莠不齊的實(shí)際狀況，尚沒有形成一個(gè)完善的、具有普遍使用意義的防腐涂料或防腐方法。TH847最大的特點(diǎn)是附著力有了一個(gè)顯著的提高，耐溫性可以達(dá)到150℃，導(dǎo)熱性很好，其良好的2.857w/mk被實(shí)踐證明不會(huì)影響冷卻器的傳熱效率（碳酸鹽水垢的導(dǎo)熱系數(shù)為0.464～0.697w/mk，硅酸鹽水垢導(dǎo)熱系數(shù)更低）。但隨著國內(nèi)大量引進(jìn)含硫原油等原因，發(fā)現(xiàn)TH847不耐裝置停工前后的蒸汽吹掃，蒸汽吹掃溫度大概在160～190℃甚至更高，如此高溫度的蒸汽吹掃，使得TH847涂料像面條一樣被處掃出來進(jìn)入到冷卻器管箱、浮頭、以至于裝置系統(tǒng)中，造成管線、機(jī)泵堵塞，清理困難，有的部位TH847涂料全部碳化，附著在設(shè)備內(nèi)部造成意想不到的損害，而蒸汽吹掃有不可能避免，因此除了帶來堵塞問題還造成經(jīng)濟(jì)損失，上述原因限制了TH847的使用。
90年代初，為提高水冷器的耐溫性，天津海水淡化研究所采用漆酚改性，在添加導(dǎo)熱性較好的添加劑后，再涂料的耐溫方面做了大量的工作，研制出TH901防腐涂料，該涂料可以耐到200℃蒸汽吹掃溫度，事實(shí)證明TH901確實(shí)可以應(yīng)對(duì)蒸汽吹掃。此方法被國內(nèi)煉化企業(yè)大量采用10余年。
在使用中發(fā)現(xiàn)以下問題：
第一：附著性不如環(huán)氧類涂料；
第二：施工方法較繁瑣，需要配備專用200℃遠(yuǎn)紅外線加熱爐配套，施工工藝較為繁瑣；每一道漆均需要升溫固話160℃以上，完成一臺(tái)水冷器防腐需要一周的時(shí)間，效率低下；
第三：質(zhì)脆，水冷器在防腐過程及運(yùn)輸、安裝中，均要采用吊車吊裝，兩個(gè)繩索的吊裝不可避免的使得水冷器管束產(chǎn)生形變（見圖1），而TH901其脆性，稍有形變即產(chǎn)生脆裂、裂紋、脫皮，這對(duì)于TH901涂層是最致命的弱點(diǎn)[1]。
   另外在上世紀(jì)70年代后期，齊魯石化公司嘗試采用滲鋁技術(shù)應(yīng)用于水冷器防腐，經(jīng)過5年的試用或使用，被證明“不可用于含有電解質(zhì)”系統(tǒng)的防腐領(lǐng)域中，在大于240℃的常減壓裝置被用于 “油/油”換熱器部位，而中石化2001年頒布的《SHT3096-2001加工高硫原油重點(diǎn)裝置主要設(shè)備設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則》也明確顯示，滲鋁防腐沒有做為水冷器防腐選擇方案。
鎳磷鍍液曾經(jīng)被某些經(jīng)營單位推廣過，但基本處于曇花一現(xiàn)，其針孔率高是其不可逾越的技術(shù)障礙，極不適用于水冷器防腐[2]。
  至于近5年某些專業(yè)期刊廣告上打出的“耐海水、耐循環(huán)”的09Cr2AlMoRe、08Cr2AlMo低合金鋼等，也曾炒作一番，也被實(shí)踐證明在水系統(tǒng)中使用和普通碳鋼相比沒有什么區(qū)別，甚至于有比碳鋼更加速晶間腐蝕的傾向。 
實(shí)例：大連某石化公司E-1001/C連續(xù)重整裝置預(yù)加氫進(jìn)料冷凝冷卻器，設(shè)備規(guī)格型號(hào)BJS800-2.5-170-6/25-2II。材質(zhì)08Cr2AlMoRe，管程入口溫度5～20℃，出口溫度30～40℃介質(zhì)為海水，經(jīng)過加壓、氯化處理、旋轉(zhuǎn)過濾工作壓力0.3MPa；殼程溫度100℃，介質(zhì)為汽油、氫氣，殼程工作壓力2MPa。該設(shè)備于2003年7月投入使用，2004年4月報(bào)廢。 

• 國內(nèi)水冷器防腐發(fā)展展望與實(shí)踐

從四十多年的國內(nèi)防腐歷程分析，我們認(rèn)為水冷器發(fā)展應(yīng)具有以下性能和特征：
3.1穩(wěn)定的耐蝕性能，尤其是耐水性、抗?jié)B透性；
3.2良好的耐溫性能，具有耐200℃以至于250℃的抗溫性能，目前樹脂類耐溫性最好的仍屬漆酚涂料，在漆酚基礎(chǔ)上加以改性應(yīng)是可信可靠的技術(shù)方向；
3.3具有抗變形性能，改善其脆性；
綜合以上因素，EFT聚硅氧烷改性漆酚是良好的水冷器防腐方向。EFT聚硅氧烷改性漆酚涂料是在TH901基礎(chǔ)上，繼承了其TH901耐蝕性、耐溫性、抗磨性等優(yōu)良特性，在柔韌性、附著性、低溫固化性方面做了適用性的提高，綜合推斷在較長的一段時(shí)間內(nèi)，EFT聚硅氧烷改性漆酚防腐涂料用于水冷器內(nèi)、外防腐，是未來我們國家石油煉化企業(yè)冷卻器防腐發(fā)展的主流方向。
EFT聚硅氧烷改性漆酚在大連某石化公司、中海油惠州石化、遼陽石化公司等均已采用，最長時(shí)間達(dá)到八年，管束的使用壽命及效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)水冷器防腐涂料。
EFT水冷器防腐專用涂料技術(shù)參數(shù)

 
 
EFT換熱器涂層的使用范圍

1. 油/水換熱器

 水側(cè)：循環(huán)水、中水、海水、污水
油氣測：250℃以內(nèi)的含有H2S、H2S+HCl+H2O、H2S+HCN+H2O、H2S+NH2+CO2+H2O塔頂油氣、也包括各類粗汽油、煤油、柴油、中間原料油等。
2、裝置包括常減壓、催化裂化、氣分、硫磺、烷基化、聚丙烯、加氫裂化、重整加氫、煤柴油加氫、制氫、焦化裝置等，油（油氣）側(cè)溫度小于250℃環(huán)境下可長期使用。
 
 
 

• 管箱浮頭增加犧牲陽極陰極保護(hù)

為提高管束使用壽命，減少或降低管板部位焊口的應(yīng)力腐蝕開裂，在水冷器管箱及浮頭應(yīng)輔以陰極保護(hù)，循環(huán)水采用鎂陽極，循環(huán)水混用中水建議采用鋁陽極和鎂陽極兩種陽極搭配使用效果更佳。