常顶换热器纳米防腐涂层防腐性能研究

摘要

由于原油中含有硫化物、氯化物等各种腐蚀介质，因而在原油蒸馏过程中必然存在着一系列的腐蚀问题，常减压装置由于受原油中各种腐蚀介质的直接作用，是炼油厂腐蚀最严重的装置之一。
　　 常减压装置的腐蚀可分为高温腐蚀和低温腐蚀。高温腐蚀主要是指高温硫腐蚀和环烷酸腐蚀；低温腐蚀是指原油加工蒸馏过程中，在温度低于230℃且有液态水存在时所发生的电化学腐蚀。一般气相部位的腐蚀较轻微，液相部位的腐蚀较重。尤以气液两相转变部位，即“露点”部位最为严重。
　　 常减压装置的低温腐蚀部位主要是三塔(常压塔、初馏塔、减压塔)上部五层塔盘及塔体、塔顶冷凝冷却系统。而塔顶冷凝冷却系统主要指三塔(常压塔、初馏塔、减压塔)塔顶挥发线、换热器、空冷器或水冷器及回流罐、产品罐等等。在这些低温腐蚀部位中，常顶换热器低温HCI-H2S-H20的腐蚀是当前炼油企业所面临的热点问题。针对这一难题，人们也进行了一些有益的探索，研制出一些高防腐性能的防腐涂料，并进行了工业应用。从应用效果看，以漆酚钛为主要成膜物质的防腐涂料具有比其它涂料更为优越的防腐性能，但仍存在一些不足。
　　 通过对有机防腐涂料的特点进行对比，对纳米制备及纳米改性防腐涂料的制备过程进行分析。确定以漆酚钛为研究对象，通过纳米Si02的提高涂层的耐热性、增强、增韧的特性来对漆酚钛进行改性，以期望能获得防腐性能更好的涂料。
　　 利用硅烷偶联剂KH570对纳米Si02进行表面改性，然后分散到漆酚钛中，能够对其进行改性。设计了以KH570对Si02的填加量、Si02对漆酚钛的填加量为因素的12种配方，并以这些配方制备了相应的实验试板，进行了耐热性、耐蚀性、附着力的实验。
　　 通过实验，可以得出：利用纳米Si02的特性对漆酚钛进行有益的改性是可行的，可以使改性后的漆酚钛防腐性能得到改善；通过耐热性、耐蚀性、附着力实验，可以确定，当偶联剂填加量为5％到10％，纳米Si02填加量为3％到5％时，经纳米改性后的漆酚钛的耐热性能、耐HCl腐蚀性能、附着力性能都得到明显提高。
　　 通过对实验结果的原因分析，我们认为涂料配方要针对主要性能要求进行设计，同时兼顾其它性能的平衡。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1选题背景及意义

1.2常顶低温部位腐蚀情况

1.2.1常顶低温部位的HC1-H2S-H2O腐蚀

1.2.2常顶换热器HC1-H2S-H2O腐蚀的原因

1.3常顶低温部位的防腐措施

1.3.1工艺防腐

1.3.2材料防腐

1.3.3表面防腐

1.4国内外防腐涂料现状

1.5本课题的研究内容、技术路线和创新点

1.5.1本课题的研究内容

1.5.2技术路线

1.5.3创新点

第二章常顶系统低温腐蚀及防腐措施

2.1常减压装置的工艺原理及流程

2.2常减压装置的腐蚀

2.3常顶换热器低温腐蚀机理

2.4腐蚀影响因素

2.4.1 CL-度

2.4.2 pH值

2.4.3 H2S浓度

2.5塔顶部位设备防腐措施

2.5.1材料防腐

2.5.2镀层防腐

2.5.3涂料防腐

第三章纳米改性漆酚钛防腐涂料的组成及其制备方法

3.1有机涂料概述

3.1.1涂料的组成

3.1.2涂料的防腐作用

3.1.3涂料的分类

3.2纳米改性漆酚钛防腐涂料的组成

3.2.1生漆

3.2.2漆酚甲醛

3.2.3漆酚醛环氧缩聚物

3.2.4钛酸脂

3.2.5漆酚钛

3.2.6二氧化硅

3.3纳米二氧化硅的制备

3.3.1气相法

3.3.2碳化沉淀法

3.3.3化学沉淀法

3.3.4正硅酸乙醋水解法

3.3.5共沸蒸馏法

3.4纳米改性漆酚钛防腐涂料的制备方法

3.4.1纳米的特性

3.4.2.纳米粒子的团聚

3.4.3纳米粒子的分散

3.4.4 纳米复合材料的制备方法

第四章纳米改性漆酚钛防腐涂料实验研究

4.1纳米改性漆酚钛防腐涂料的制备

4.1.1主要制备设备

4.1.2主要原材料

4.1.2纳米改性漆酚钛防腐涂料的制备工艺过程

4.1.3影响纳米分散的因素

4.2纳米改性漆酚钛防腐涂料的耐高温性实验

4.2.1漆膜样板的制备

4.2.2实验方法

4.2.3实验结果

4.2.4实验分析

4.2.5小结

4.2.6试板图样

4.3纳米改性漆酚钛防腐涂料的耐蚀性实验

4.3.1漆膜样板的制备

4.3.2实验方法

4.3.3实验结果

4.3.4实验分析

4.3.5 小结

4.3.6耐蚀性实验后的试板外观

4.4纳米改性漆酚钛防腐涂料的附着力实验

4.4.1漆膜样板的制备

4.4.2实验方法

4.4.3实验结果

4.4.4实验分析

4.4.5 小结

4.4.6附着力实验后的试板外观

4.5影响涂料性能的因素

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文