煤焦油加工腐蚀机理及防腐技术探讨

　　摘 要：随着石油资源需求的不断增加，由于对煤焦油进行处理可以产生汽油和柴油，因此人们对煤焦油的重视程度越来越高。在煤焦油加工的过程中，常常会出现腐蚀现象，本文从煤焦油加工的腐蚀机理入手，对有效的防腐技术进行研究。 

　　关键词：煤焦油加工；腐蚀机理；防腐技术 

　　0 前言 

　　煤焦油中的成分极其复杂。随着石油资源的短缺程度的增加，人们对加工处理后可以得到汽油和柴油的煤焦油的加工越来越重视。在煤焦油的加工过程中，腐蚀问题是占据了主要的地位，为了提升煤焦油的加工效率和加工质量，需要采取有效的防腐技术解决煤焦油加工中的腐蚀问题。 

　　1 煤焦油加工腐蚀机理 

　　煤焦油加工中的腐蚀机理主要包括以下三种： 

　　1.1 由碳粉和高速流体引发的煤焦油加工冲击腐蚀 

　　就煤焦油加工部件的弯头部位而言，介质在这种位置的流速会发生显著提升，这种流速的显著提升会促进湍流的形成，进而引发部件的腐蚀。湍流的产生不仅会对腐蚀作用产生一定的促进作用，还能使煤焦油加工中的金属设备或部件受到较大的流体切应力。这种流体切应力通过对已腐蚀部位的切除，使得腐蚀作用发生在金属的其他部位，也就是说，流体切应力的产生对腐蚀现象范围的扩大产生了一定的促进作用[1]。 

　　1.2 由水和铵盐引发的煤焦油加工电化学腐蚀 

　　当煤焦油加工中的金属设备或部件等长期处于电解质溶液中，金属材料会发生电极反应，电极反应的发生会引发腐蚀现象。当煤焦油加工中的金属设备或金属部件发生氧化反应之后，会形成金属氧化物和金属离子。在煤焦油的生产过程中，会用到氨水，氨水中存在着一定含量的铵盐，铵盐中主要包含着氯化铵、硫氢化铵等。当这些铵盐进入蒸馏系统之后，这些铵盐会与煤焦油中的水发生化学反应，生成CN-、H3O+等离子，在金属材料发生电极反应的过程中，这些离子能够对电极反应产生催化作用，进而加速腐蚀现象的产生。在煤焦油的加工过程中，只要煤焦油中含有一点水分，电化学腐蚀作用就会发生，因此，由铵盐和水引发的腐蚀问题很难控制[2]。 

　　1.3 由铵盐分解过程中产生的游离酸引发的煤焦油加工化学腐蚀 

　　在煤焦油的脱水处理中，仍然包含着铵盐的成分。当温度达到220摄氏度-250摄氏度之间时，铵盐会在温度的作用下分解成氨气和游离酸。如果煤焦油中的水分没有处理干净，这些游离酸就会与水发生化学反应，进而对煤焦油加工设备产生较强的腐蚀作用。 

　　2 解决煤焦油加工腐蚀问题的防腐技术 

　　腐蚀现象给煤焦油加工带来了极大的影响，因此应该采取有效的防腐技术，防止煤焦油加工过程中腐蚀现象的产生。有效解决煤焦油加工过程中腐蚀问题的防腐技术主要包含以下几方面： 

　　2.1 对煤焦油原料进行有效处理以达到防腐目的 

　　对煤焦油原料的处理主要包括以下两部分： 

　　2.1.1 对煤焦油进行脱盐和脱水处理 

　　就煤焦油的脱盐处理而言，需要在原材料中加入氯含量较低的水分，这种做法能够有效溶解原材料中的结晶盐，进而产生形的乳状液。当乳状液产生之后，需要运用一定的方法将原材料中的小水滴聚集到一起，并结合不同的破乳方法的使用。溶液密度的不同会使溶液出现分层现象，水的密度比焦油小，水在上层。就煤焦油的脱水处理而言，脱水对象包含以下三种：第一，溶解水，水是以分子的状态存在与有机化合物中的，因此溶解水的脱水难度较高；第二，悬浮水，与溶解水相比，悬浮水的脱水难度较低；第三，乳化水，乳化水是在煤焦油生产过程中产生的，在这个过程中，需要对原材料进行必要的搅动处理，由于煤焦油中含有一定含量的乳化剂，这些乳化剂会逐渐形成油包水型的入桩液。入桩液的特点是稳定性较高，因此，对其进行脱水处理的难度也较高。通过这三种不同的脱水对象可以看出，脱水工作的重点是分离和破乳，因此，脱水处理与脱盐处理具有一定的共通之处，因此这两种处理方式应该同时进行。就煤焦油而言，它具有乳化性高、粘性大以及比重大的特点，这些特点为煤焦油的脱水、脱盐工作增加了难度[3]。 

　　2.1.2 降低煤焦油中铵盐和水的含量 

　　煤焦油中能够引发腐蚀问题的因素包含硫氢化铵、氯化铵以及硫酸铵等。这些铵盐有一个共同的特点，它们都具有可溶性，因此，为了降低煤焦油中铵盐的含量，可以通过降低煤焦油中水的含量来实现。通常情况下，在煤焦油加工过程中，人们会运用超离法对煤焦油进行处理，超离能够将煤焦油中的焦油渣和水分去除，超离结束之后，可以将煤焦油加热，进行精致脱水处理，这种做法能够使煤焦油中的水含量保持在2%以下。当煤焦油中水的含量被有效控制之后，铵盐的含量也得到了有效控制，进而减少腐蚀问题的发生。这种处理方法无法将能够引发腐蚀问题的因素全部取出，因此，这种方法只能延迟腐蚀问题的发生时间，并不能完全杜绝腐蚀现象的发生。 

　　2.2 运用加碱中和技术解决腐蚀问题 

　　目前，煤焦油加工中使用率较高的防腐技术是在煤焦油中加入碳酸钠，碳酸钠会与氯化铵发生化学反应，形成稳定性较高的钠盐。对煤焦油加工系统进行加碱处理之后，腐蚀程度被大大减轻。与其他防腐技术相比，加碱中和防腐技术具有便于操作的优点，但运用这种技术进行防腐也存在着一定的缺点。当加入适量的碱性物质之后，化学反应所产生的钠盐会留在沥青中，这会导致沥青中钠离子的质量分数发生显著增加，钠离子质量分数的变化会对煤焦油加工所产生的沥青的质量产生不良影响，进而为煤焦油加工企业造成一定的经济损失。 

　　3 结论 

　　腐蚀现象会对煤焦油加工的速率和质量产生不良影响。在煤焦油加工过程中，腐蚀问题主要是由碳粉和高速流体、水和铵盐以及铵盐分解过程中产生的游离酸引发的。为了解决煤焦油加工中的腐蚀问题，需要对煤焦油进行脱盐和脱水处理以及运用加碱中和防腐技术有效避免或减少腐蚀现象的发生。 

　　参考文献： 

　　[1]卫江.煤焦油加工腐蚀机理及防腐技术探讨[J].中国新技术新产品，2015（22）：37. 

　　[2]郜维栋.煤焦油处理装置腐蚀失效分析与研究[D].天津大学，2013. 

　　[3]魏忠勋，王宗贤，甄凡瑜，张金义.国内高温煤焦油加工工艺发展研究[J].煤炭科学技术，2013（04）：114-118+123.