CN103666198B - 一种换热器用耐热耐油防腐涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种换热器用耐热耐油防腐涂料。它包括A组分和B组分,A组分的组分为:环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、白炭黑、邻苯二甲酸二丁酯、防腐蚀颜料、硬脂酸锌、聚乙烯石蜡、无水乙醇;B组分的组分为:次磷酸铝、聚磷酸铵、季戊四醇、改性三乙烯四胺固化剂、聚甲基苯基硅氧烷、乙醇。使用时将A组分和B组分按照4-5:1的体积比混匀。本发明的涂料具有良好的耐油、耐高温、耐候性和韧性,以及具有良好的阻燃性能,非常适合采油、炼油和贮油方面换热器的使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种防腐涂料,属于化工设备防腐技术领域。
背景技术
现代化工与石油化工装置具有大型化,连续性强,腐蚀性大,高温、高压,易燃易爆等特点。对设备可靠性、稳定性、安全性提出了更高要求。换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,在生产过程中占有重要地位。据统计在石油炼化成套生产装置中,各类换热器约占生产装置总投资的20~40%,重量占设备总量的25~50%,数量占整套装置的30~50%。换热器是石化生产中重要的工艺设备,也是重要的节能设备,换热器的运行状态对整个装置的安全、产品质量、节能减排起着至关重要的作用。
换热器大部分应用在高温,有腐蚀性的复杂环境中,石油化工行业装置***内部腐蚀性介质主要是H2S、Cl-、CO2、环烷酸等,在工业生产中,低于150℃的工艺介质普遍采用循环水冷却方式,循环水在使用过程中不断蒸发,使水中难溶的盐类浓缩,在换热器传热表面造成沉积结垢,腐蚀性离子Cl -、SO4 2-等浓度增大,腐蚀性变强。在含S2-、Cl-介质中,碳钢会产生严重腐蚀,不锈钢会产生点蚀与应力腐蚀破裂,它们的存在对设备安全运行构成了严重威胁,根本无法确保生产装置长周期安全运转。从设计到制造,从使用到维护,换热器的防腐蚀问题已成为企业经营者与技术开发、工艺设计、设备管理者共同关注的焦点。
炼油行业的换热器处于集热(150-300℃)和油(原油、汽油、柴油等)于一体的复杂介质条件下,几乎所有的防腐涂料都无能为力,因为油在热的条件下,本身就是很强的脱漆剂。因而长期以来,热油介质下的防腐一直依靠金属材料来解决。
发明内容
基于上述问题,本发明提供了一种换热器用耐热耐油防腐涂料。该防腐涂料除具有耐酸、碱、水、海水的腐蚀性外,还具备突出的耐热耐油特性,可以在采油、炼油和贮油等方面得以充分的利用和发挥,并且使用安全可靠。
本发明的技术方案是:一种换热器用耐热耐油防腐涂料,其特征是,它包括A组分和B组分:
A组分(重量份):环氧树脂35-45、酚醛树脂25-35、呋喃树脂35-45、白炭黑18-22、邻苯二甲酸二丁酯8-12、防腐蚀颜料10-50、硬脂酸锌0.3-0.5、聚乙烯石蜡0.5-1、无水乙醇20-50;
B组分(重量份):次磷酸铝10-15、聚磷酸铵3-8、季戊四醇1-2、改性三乙烯四胺固化剂3-5、聚甲基苯基硅氧烷1-2、乙醇8-15。
所述改性三乙烯四胺固化剂是采用苯酚和甲醛为原料,对三乙烯四胺化合物采用曼尼希反应进行改性,它在分子内引入酚羟基,强化固化反应活性,加入酚醛骨架,提高了固化剂的热变形温度。具体反应步骤如参考文献:倪维良,王林同,柳云骐,等. 曼尼希改性三乙烯四胺固化剂的合成及性能研究[J],涂料工业,2011,41(5),18-21。本发明采用其最佳合成条件。
制备方法:将A组分、B组分分别混匀后研磨,使底漆≤60μm,面漆≤40μm;使用时将二者按照4-5:1的体积比混匀后。
优选配比:
A组分(重量份):环氧树脂40、酚醛树脂30、呋喃树脂40、白炭黑20、邻苯二甲酸二丁酯10、防腐蚀颜料(三氧化二铬)30、硬脂酸锌0.5、聚乙烯石蜡0.8、无水乙醇30;
B组分(重量份):次磷酸铝10、聚磷酸铵5、季戊四醇1.5、改性三乙烯四胺固化剂3、聚甲基苯基硅氧烷1、乙醇10。
应用范围:石油、化工、化肥、农药、化纤、海洋化工等领域的换热器防腐,特别是150-300℃范围的换热器防护。
使用方法:
(1)表面准备和处理
对金属表面应采用喷砂(丸)或其它机械方法除锈,使表面呈金属灰白色,采用化学处理时,需经除油、除锈、磷化、钝化、风干步骤,务必提供良好表面。
(2)涂层厚度参考范围值
一般环境防腐涂层120-200μm;海洋环境防腐涂层200-250μm;耐化学腐蚀设备涂层250-350μm。
(3)涂装方法
换热管内宜采用灌涂法;换热管外宜采用淋涂或喷涂法;管板、管箱、壳体表面宜采用刷涂或喷涂法。
(4)固化:表干合格后,进入固化炉进行固化;固化温度160±5℃,最终涂层固化温度200±5℃,恒温1-2小时;固化时,要求缓慢升温,升温速度宜控制在20℃/小时以内;涂层固化后,涂层表面应光亮平整,且无皱疤、流挂、滴坠、不可见气孔、气泡等缺陷,颜色呈底漆、面漆本色;涂层应完全固化,用蘸有专用溶剂的棉团对涂覆表面局部反复擦拭,以棉团不变色为合格。
本发明的有益效果是:将环氧树脂、酚醛树脂和呋喃树脂三者相互改性,使本发明的涂料具有良好的耐油、耐高温、耐候性和韧性,同时加入其他原料提高了其综合性能,以及具有良好的阻燃性能,非常适合采油、炼油和贮油方面换热器的使用。其性能指标如表1-2所示。
*每周期中8h为室温,16h为设计温度。
附图说明
图1为对分馏塔顶油气冷凝冷却器壳程侧喷涂本发明涂料。
具体实施方式
实施例1(墨绿色面漆)
A组分:酚醛树脂30、呋喃树脂40、环氧树脂40、白炭黑20、邻苯二甲酸二丁酯10、三氧化二铬 30、硬脂酸锌0.5、聚乙烯石蜡0.8、无水乙醇25;混匀后研磨使粒度≤40μm;
B组分:次磷酸铝10、聚磷酸铵5、季戊四醇1.5、改性三乙烯四胺固化剂3、聚甲基苯基硅氧烷1、乙醇10;混匀后研磨使粒度≤40μm。
使用时,将二者按照4:1的体积比混匀后。
实施例2(深棕色底漆)
A组分(重量份):酚醛树脂25、呋喃树脂35、环氧树脂35、白炭黑18、邻苯二甲酸二丁酯8、深棕色颜料25、硬脂酸锌0.3、聚乙烯石蜡0.5、无水乙醇20;混匀后研磨使粒度≤60μm;
B组分(重量份):次磷酸铝12、聚磷酸铵6、季戊四醇1.8、改性三乙烯四胺固化剂4、聚甲基苯基硅氧烷1.5、乙醇10;混匀后研磨使粒度≤60μm。
使用时,将二者按照4:1的体积比混匀后。
具体应用实例:
分馏塔顶油气冷凝冷却器的换热管基材材质是10#碳钢。
分馏塔顶油气冷凝冷却器壳程通过的是分馏蒸气,介质中含有NH3和HCN。当从分馏塔中流出来的物料经过冷却器,温度下降后,在换热器壳程形成HCN—H2S—H2O***的腐蚀.其反应如下:
Fe+H2S→FeS↓+H2↑
FeS+6CN-→Fe(CN)6 4-+S2-
2Fe+Fe(CN)6 4-→Fe2[Fe(CN)6]↓
2Fe+Fe(CN)6 4-+6H2O+3O2→2Fe4[Fe(CN)6]3↓+4Fe(OH)3
在露点温度范围内,H2S和Fe生成的FeS保护膜会与CN发生络合反应产生络合离子Fe(CN)6 4-,加速腐蚀反应的进行,络合离子Fe(CN)6 4-继续与Fe2+反应生成亚铁氰化亚铁白色沉淀。当物料中含有NH3和HCN时,产生腐蚀现象。
因为炼厂炼制原油硫、酸值含量较高,二次加工催化装置中原料中的硫化物和氰化物在裂解过程中形成H2S、HCN、NH3等,在分馏塔顶挥发冷却***内形成HCN—H2S—H2O型的电化学腐蚀介质。腐蚀现象主要在壳程侧,须在壳程侧做防腐处理。根据其操作参数,壳程所走介质工作温度较高,且是油气混合物料,依据本发明涂料的耐油、耐高温的特性,决定在壳程侧做本发明涂层防腐(如图1)。分馏塔顶油气冷凝冷却器壳程侧防腐后大大延长了换热器使用寿命,取得良好的防腐效果,为装置长周期运行奠定了基础。
Claims (2)
1.一种换热器用耐热耐油防腐涂料,其特征是,它包括A组分和B组分:
A组分的组分及重量份为:环氧树脂35-45、酚醛树脂25-35、呋喃树脂35-45、白炭黑18-22、邻苯二甲酸二丁酯8-12、防腐蚀颜料10-50、硬脂酸锌0.3-0.5、聚乙烯石蜡0.5-1、无水乙醇20-50;
B组分的组分及重量份为:次磷酸铝10-15、聚磷酸铵3-8、季戊四醇1-2、改性三乙烯四胺固化剂3-5、聚甲基苯基硅氧烷1-2、乙醇8-15;
使用时将A组分和B组分按照4-5:1的体积比混匀;
所述改性三乙烯四胺固化剂是采用苯酚和甲醛为原料,对三乙烯四胺化合物采用曼尼希反应进行改性而得。
2.如权利要求1所述的一种换热器用耐热耐油防腐涂料,其特征是,
A组分的组分及重量份为:环氧树脂40、酚醛树脂30、呋喃树脂40、白炭黑20、邻苯二甲酸二丁酯10、防腐蚀颜料30、硬脂酸锌0.5、聚乙烯石蜡0.8、无水乙醇30;
B组分的组分及重量份为:次磷酸铝10、聚磷酸铵5、季戊四醇1.5、改性三乙烯四胺固化剂3、聚甲基苯基硅氧烷1、乙醇10。
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