石油化工用涂料与涂装专辑-2、储罐贮存介质特性与腐蚀性分析

储罐内壁用涂料的选择必须根据其所贮存介质的特性和腐蚀性来选择。储罐常贮存的介质有以下一些:

1.原油

不同产地的原油,其物性和腐蚀性不一样,原油的腐蚀性可从五个指标来评价:

即原油酸值、原油中的硫含量、原油中的盐含量、原油中的氮含量、水含量。通常国内和中亚的原油硫含量较低,而中东进口的原油硫含量很高。

原油比较稠,且温度越低,粘度越大,为便于输送,在低温地区和盛装高粘度原油的原油罐通常有加热和保温装置。

原油中杂质含量较多,在罐底滞留析出水和杂质,析出溶液呈酸性,具有很强的腐蚀性,导致钢材腐蚀严重,主要为溃疡状坑点腐蚀,有可能形成穿孔,所以原油对罐底板上表面的腐蚀性很强。

高含硫原油的腐蚀性很强。

比较稠的原油可挂于罐壁,有一定防锈作用,所以现在原油罐罐壁中间部位常不涂漆或涂层较薄。也可涂石油树脂清漆用于装油前的临时防护的,待装了油,该层清漆就溶于油品中而消失了。

原油罐多为大型外浮顶罐,最大可达20万方。

2.燃料油

燃料油( Fuel Oil)作为成品重油的一部分,是石油加工过程中在汽、煤、柴油之后从原油中分离出来的较重的剩余产物。因此被叫做重油,渣油。主要由石油的裂化残渣油和直馏残渣油制成的。其特点是黑褐色粘稠状可燃液体,粘度适中,燃料性能好,发热量大,含非烃化合物、胶质、沥青质较多。广泛用于船舶锅炉燃料、加热炉燃料、冶金炉和其他工业炉燃料。
燃料油根据用途可分为:船用内燃机燃料油和炉用燃料油两大类。
前者是由直馏重油和一定比例的柴油混合而成,用于大型低速船用柴油机(转速小于 150/分)。后者又称为重油,主要是减压渣油、或裂化残油或二者的混合物,或调入适量裂化轻油制成的重质石油燃料油,供各种工业炉或锅炉作为燃料。
燃料油的一些主要技术指标如下:

粘度;粘度是燃料油最重要的性能指标,是划分燃料油等级的主要依据。它是对流动性阻抗能力的度量,它的大小表示燃料油的易流动性、易泵送性和易雾化性能的好坏。目前国内常用的是40℃运动粘度(馏分型燃料油)和100℃运动粘度(残渣型燃料油)。
含硫量。燃料油中的含硫量过高会引起金属设备腐蚀和环境污染。根据含硫量的高低,燃料油可分为高硫、中硫和低硫燃料油。
水分。水分的存在会影响燃料油的凝点,随着含水量的增加,燃料油的凝点逐渐上升。此外,水分还会影响燃料机械的燃烧性能,可能会造成炉膛熄火、停炉等事故。

燃料油比较稠,且温度越低,粘度越大,为便于输送,所以燃料油罐通常有加热和保温装置。

燃料油中也可能含有杂质,在罐底滞留析出水和杂质,具有一定的腐蚀性,但总的来说要比原油低。

比较稠的燃料油可挂于罐壁,有一定防锈作用,所以现在燃料油罐罐壁中间部位可不涂漆或涂层较薄。也可涂石油树脂清漆用于装油前的临时防护。

3.中间产品油类

中间产品罐是指储存石脑油、粗汽油、粗柴油、蜡油、渣油、加氢裂化原料等各类中间产品的储罐;

中间产品罐的腐蚀性比成品油强,比原油腐蚀性低。中间产品罐只存在于炼油企业中。

一些中间产品有其特殊性,比如石脑油、粗汽油、粗柴油等,通常含有较高含量的芳香烃(溶解性好的溶剂),要求内壁涂料具有较强的耐溶剂性,目前多采用环氧酚醛导静电漆(也叫酚醛环氧漆,是一种以诺伏勒克环氧树脂和胺固化剂为成膜物质的涂料,交联度高,耐溶剂性优于双酚A环氧漆)。可参看以下文章:

酚醛环氧漆,不可或缺的重防腐涂料(一、简介)

酚醛环氧漆,不可或缺的重防腐涂料(二、性能和用途)

酚醛环氧漆,不可或缺的重防腐涂料(三、参考配方)

还有一些蜡油、渣油罐的介质温度很高,选择性能合适的导静电涂料也存在困难。

这类储罐通常只存在于炼化厂,汇集各方面的资料来看,出现问题较多,也是防腐蚀设计者感到为难的问题。究其原因,主要是因为原油来源不同以及炼化工艺差异,导致这类介质的组成相对于原油和成品油来说更为复杂(通常含有芳烃、酸碱盐、水、硫化物等介质以及温度的综合作用),而且运行条件各异,这对涂料选择来说是一种极大的挑战。相关标准规范中推荐的热喷涂金属(铝、锌、不锈钢等)由于费用高以及可靠性问题也常令设计者在选择时犹豫。因而,各相关方进一步加强该类储罐内防腐问题研究具有更现实的急切性。

 4.成品油

成品油罐是指储存汽油、煤油、柴油、航空煤油等各类成品油的储罐,多为固定拱顶罐或内浮顶罐。

成品油纯度较高,腐蚀较轻,而且不用加热和保温。

需要指出的是航空煤油(也叫喷气燃料)罐内壁的涂料有其特殊规定,依据MHJ5008-10.2民用机场供油工程建设规范的规定,喷气燃料罐涂装不得使用含有锌、铜、镉成份或富锌的导静电防腐涂料,宜采用白色或浅复色的导静电涂料。

 5.溶剂

溶剂包括苯、甲苯、二甲苯、重芳烃、酮、醇、酯等等,溶解性较强,一般的有机涂层在它们的长期浸泡下会出现软化、脱落等现象,所以目前这类罐内壁多采用热喷涂金属(锌、铝、合金、不锈钢等)防护,也可以采用无机富锌漆防腐,一些防腐蚀涂料制造商认为经过精心研制的酚醛环氧漆也可用于部分溶剂贮罐内壁的防护。

 6.其它产品

通常储罐区还有其它配套储罐,如消防水罐、消防泡沫罐、含油含硫污水罐等。

消防水罐,也些项目要求也能装饮用水,需采用符合饮水舱涂料技术条件的涂料。

含硫污水罐是个难点。油田采油和注水容器及管道、炼油厂排水车间的污水池、罐、管道等均受到含硫污水的严重腐蚀。由于污水中含有大量的H2S、NH3、HCN、CO2,同时又含有大量的Cl-、SO42-等有害离子和大量细菌,温度高达70-80摄氏度,有的还含有酚类腐蚀介质,所以,如不采取的效防腐措施,这些设备的腐蚀会相当严重,易造成碳钢厚度减薄、局部穿孔、起泡、开裂、焊缝应力腐蚀开裂等现象,很快造成设备报废! 

 不同原油及不同生产工艺决定了污水中的腐蚀介质不一样,因此腐蚀原因和机理有一些差异,但总的来说有以下几点:1、含硫污水中的H2S、NH3、HCN等腐蚀介质,由于电化学反应生成H2S而引起的腐蚀;2、氢原子渗透引起的氢脆腐蚀;3、污水中含有大量的NH3、CN-、Cl-,它们与H2S反应生成的NH4HS、(NH4)2S,是腐蚀性较强的物质;4、酚类腐蚀介质能破坏涂层,使腐蚀加剧。

据各单位防腐涂层实际应用情况反映,常规涂层(普通环氧漆、环氧煤沥青涂料、环氧酚醛漆、聚氨酯漆、氯磺化涂料、高氯化聚乙烯涂料、环氧及呋喃胶泥耐酸板、不饱和聚酯玻璃钢、环氧乙烯酯玻璃钢)无法满足使用要求,不到一年常会出现色变、分层及脱落现象,而环氧玻璃鳞片涂料、环氧呋喃涂料、环氧玻璃钢、环氧聚硫橡胶涂料各有关单位实际应用,效果很好,能够推广使用!

中石化公司《关于加工高含硫原油储罐防腐蚀技术管理规定》中对含硫污水罐防腐的描述如下:

3.5含硫污水罐

3.5.1含硫污水罐的内防腐方案  

3.5.1.1含硫污水罐内防腐的范围:罐内壁、内顶、内底及其钢制内浮顶构件表面。

3.5.1.2含硫污水罐内防腐方案的设计原则

一般采用玻璃布贴衬,防护厚度一般要求一层底涂、三层布、三层树脂(简称“三布四油”。玻璃布为无捻脱蜡玻璃布,下同)。也可采用重防腐涂料、玻璃鳞片涂料防腐,涂层总厚度不小于250um。

3.5.1.3含硫污水罐内防腐材料的选用要求:一般应根据罐内介质情况,可选用环氧树脂+玻璃布;酚醛树脂+玻璃布;不饱和聚酯+玻璃布;改性聚酯树脂+玻璃布等,重防腐涂料可选用环氧类重防腐涂料、环氧类或聚氨酯类玻璃鳞片涂料。

3.5.1.4含硫污水罐内防腐表面处理方法及标准:表面清理后进行喷砂除锈,要求达到GB 8923—88中的Sa2.5级。

3.5.2含硫污水罐的外防腐方案

含硫污水罐外防腐范围包括罐外壁、外顶和外底,其防腐方案设计可参

3.2.2条中间产品罐外壁防腐方案设计。

读者可阅读下文了解储油罐防腐中的一些热点难点问题:

储油罐防腐涂料与涂装若干问题探讨

未完待续!


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