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[摘 要]成品罐V-601是大庆石化公司丙烯腈装置的关键设备，为装置储存成品丙烯腈。每年5月末到9月末，为了防止储罐内的介质温度过高，造成内部丙烯腈聚合，装置采用喷淋水降温，由于受水和潮气的影响， 罐外壁有不同程度的腐蚀。为提高设备的使用寿命，降低经济损失，经多方考证决定使用由中空陶瓷微粒和惰性乳胶构为材料的NH1型太空特种隔热涂料，该材料具有防腐、耐酸碱及优良的热反射性能。
[关键词]V-601成品罐 腐蚀 NH1型太空特种隔热涂料 隔热 环保 节能
中图分类号：TE972 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）22-0163-01
1、前言
丙烯腈装置采用丙烯、氨氧化法生产丙烯腈，主要产品丙烯腈和氢氰酸、粗乙腈，产品丙烯腈储存在V-601成品罐中，V-601成品罐的安全运行对装置的“安、稳、长、满、优”生产极为重要。丙烯腈装置V-601成品罐，材质为碳钢，罐内介质是丙烯腈，容积是3000立方米，表面积为1200平方米；如果采用一般的防腐涂料，夏季储罐表面向光处的温度高达60 ℃以上。为确保球罐区夏季安全，防止储罐内的介质温度过高，造成内部丙烯腈聚合，需对球罐采取喷淋冷却措施，不仅消耗大量的水、电 ， 而且喷淋水极易破坏涂层漆膜，产生严重腐蚀，进而缩短防护寿命，如何改善V-601成品罐的工作环境，防止设备继续腐蚀，延长设备使用寿命，同时降低设备内介质温度，防止丙烯腈聚合，这一课题已经摆在我们面前。
2、V-601成品罐的腐蚀分析
1）、涂层表面的损坏
工业大气中的SO2、SO3、CO2及氮氧化物易溶于喷淋水、雨水或潮湿的空气中生成硫酸和碳酸等，附着在设备表面。特别是V601罐距离焚烧含CN-废水的焚烧炉F301十分近，更易形成酸液，由于酸液的作用，使涂层腐蚀遭到破坏。
2）、涂层下金属的腐蚀
涂层下的金属腐蚀是由电化学作用引起的，在阴极氧有去极化的作用，反应如下：
因此，涂层下泡内溶液呈碱性，也叫碱性泡，这时阴极部位的PH值可高达13以上。界面一旦形成高碱性状态，就进一步发生基体氧化膜的碱性溶解和涂层的碱性分解。在阳极发生如下反应：
Fe2+与氧、水及OH–反应生成Fe（OH）2、Fe（OH）3、Fe2O3·XH2O等腐蚀产物，其体积要增大好几倍，漆膜鼓起，最后破裂而成 “透镜”。这时泡内溶液呈酸性，故称酸性泡，泡内PH值仅为2-4。
所以说，从漆膜脱落部位产生的阴极、阳极反应来看，由于阴极反应产生的OH–离子使得界面PH值上升，造成Fe2+离子水解：
这时又使界面PH值降低，从而加速了阳极反应（金属的腐蚀），使腐蚀面积扩大，漆膜剥落的范围也扩大，V601成品罐罐体原来刷的是氯磺化涂料，由于氯磺化涂料的附着力和耐湿性不好，在喷淋水、雨水等的作用下很快起皮、脱落，使V601成品罐设备本体遭到腐蚀。
3、采取措施
针对以上的课题，我们多方面研究、查找资料，决定采用的表面涂料应具有以下功能：
1）针对石化炼油厂设备防腐涂料性能的要求，具有耐酸碱、耐候性、对设备具有良好的防腐功 能。
2） 使用过程中对环境无污染的水性环保型涂料
3） 隔热涂料热反射率高，夏季向光处设备表面温度降低要超过10℃，罐内温度低于30℃，达到防止丙烯腈聚合，又停用喷淋，节能降耗。
3.1 原理
经研究，储罐的热负荷主要由五部分组成：温差渗入热、太阳辐射渗入热、介质自身热、换气热、操作热。其中太阳辐射渗入热和储罐壁外表面的吸收率α有关：
储罐罐顶（壁）吸收太阳辐射热而增加的渗入热量用Q表示：
由上式可知，当K、F及αh不变的情况下，Q与α成正比，即表面吸收率α越大，太阳辐射 渗入热Q越大，而减少吸收率α值， 可以有效降低太阳辐射热的渗入 。
所以，太空隔热特种涂料基本原理是涂料表面的太阳光（红外辐射为主要热量来源），通过涂 料中的颜填料的粒子形成反射，同时涂料表面吸收的少量热量，因温差对外产生热辐射，大 大降低储罐吸收太阳辐射热而引起的罐体温升， 从而降低设备表面的温度 。
4 影响
4.1 涂料厚度对隔热性能的影响
由于涂料的瓷粒或颜料热导率很低，但因它施工厚度对较薄（0.3mm），随热辐射的时间增加，仍有部分热量向内（基体）传热。理论上喷涂的厚度愈大，在单位时间内传输到基体的热量就愈少，隔热效果愈好，但其成本却成倍增加，由于該涂料主要通过遏制热辐射，即通过反射热辐射实现对热传递控制。因此，若以高成本投入来控制少量的热传递，其功能价格 比就很低，同时造成资 源的浪费。图（1）为喷涂不同厚度的涂料样板测试。比较结果从图可知，厚度愈大，隔热效果愈好，但厚度在0.3—0.5mm之间其隔热效果基本接近，（D） 隔热效果最 好，但其成本是（B）的三倍，可同一时间的温度仅相差5 ℃。因此，从技术经济分析，储罐 喷涂的施工厚度控制在0.3mm左右为佳。实践亦表明，喷涂厚度控制在0.3mm左右，完全能达到要求 。
4.2 涂料厚度对防腐蚀效果的影响
控制设备腐蚀的有效方法是对设备防腐。涂装的厚度影响防腐蚀效果，涂料厚度越薄（小于0.1mm），防腐效果差，防腐寿命短（小于2 年）；涂料厚度越厚，但其成本却成倍增加。实验表明：储罐喷涂的施工厚度控制在0.1mm，完全能达到防腐要求，防腐寿命10年 。
5、效益
5.1 实施效果
实施NH1型太空特种隔热涂料简单、易行，V-601成品罐刷完NH1型太空特种隔热涂料以后，在环境温度为35℃时，V-601成品罐的丙烯腈温度为22.4℃，有效地阻止了丙烯腈介质的聚合，同时也降低“ 大、小呼吸损耗”。
V-601成品罐经过粉刷NH1型太空特种隔热涂料，能够有效地提高了设备的使用寿命，避免了水浸后的腐蚀、大气腐蚀。土壤腐蚀还包括氧浓差电池作用、杂散电流腐蚀、接地极引起的电偶腐蚀（主要指静电接地）、地下水的影响、混凝土的影响。避免土壤腐蚀和“大阴极小阳极”，我们采用的是牺牲阳极阴极防护法。
5.2 经济效益
2个3000m3丙烯腈贮罐一年节约水3万m3，费用12万元；节电3万度，节省电费3.6万元；减少大、小呼吸损耗13.5吨，效益14万元，其经济效益和社会效益十分显著。同时从设备的本质安全上得到了保证。
参考文献
[1] 战为民，邓永表，李少春.日光热反射涂料的研究[J].现代涂料与涂装，2001.2.
[2] 《腐蚀与防护手册》化学工业部化工机械研究院主编，化学工业出版社 1997.1.
[3] 《化工厂机械手册》李祉川等，化学工业出版社，1991.
[4] 《腐蚀与腐蚀控制手册》李金桂，赵闺彦主编国防工业出版社，1997。
[5] 丙烯腈V601成品罐设备图纸.
作者简介
魏强，黑龙江大庆人。2008年毕业于辽宁石油化工大学过程装备与控制工程专业，助理机械工程师，现在大庆石化公司化工二厂丙烯腈车间从事设备管理工作。
孟宪超，2008年毕业于辽宁石油化工大学过程装备与控制工程专业，助理工程师，现在在中国石油天然气第六建设公司从事技术管理工作。
[关键词]V-601成品罐 腐蚀 NH1型太空特种隔热涂料 隔热 环保 节能
中图分类号：TE972 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）22-0163-01
1、前言
丙烯腈装置采用丙烯、氨氧化法生产丙烯腈，主要产品丙烯腈和氢氰酸、粗乙腈，产品丙烯腈储存在V-601成品罐中，V-601成品罐的安全运行对装置的“安、稳、长、满、优”生产极为重要。丙烯腈装置V-601成品罐，材质为碳钢，罐内介质是丙烯腈，容积是3000立方米，表面积为1200平方米；如果采用一般的防腐涂料，夏季储罐表面向光处的温度高达60 ℃以上。为确保球罐区夏季安全，防止储罐内的介质温度过高，造成内部丙烯腈聚合，需对球罐采取喷淋冷却措施，不仅消耗大量的水、电 ， 而且喷淋水极易破坏涂层漆膜，产生严重腐蚀，进而缩短防护寿命，如何改善V-601成品罐的工作环境，防止设备继续腐蚀，延长设备使用寿命，同时降低设备内介质温度，防止丙烯腈聚合，这一课题已经摆在我们面前。
2、V-601成品罐的腐蚀分析
1）、涂层表面的损坏
工业大气中的SO2、SO3、CO2及氮氧化物易溶于喷淋水、雨水或潮湿的空气中生成硫酸和碳酸等，附着在设备表面。特别是V601罐距离焚烧含CN-废水的焚烧炉F301十分近，更易形成酸液，由于酸液的作用，使涂层腐蚀遭到破坏。
2）、涂层下金属的腐蚀
涂层下的金属腐蚀是由电化学作用引起的，在阴极氧有去极化的作用，反应如下：
因此，涂层下泡内溶液呈碱性，也叫碱性泡，这时阴极部位的PH值可高达13以上。界面一旦形成高碱性状态，就进一步发生基体氧化膜的碱性溶解和涂层的碱性分解。在阳极发生如下反应：
Fe2+与氧、水及OH–反应生成Fe（OH）2、Fe（OH）3、Fe2O3·XH2O等腐蚀产物，其体积要增大好几倍，漆膜鼓起，最后破裂而成 “透镜”。这时泡内溶液呈酸性，故称酸性泡，泡内PH值仅为2-4。
所以说，从漆膜脱落部位产生的阴极、阳极反应来看，由于阴极反应产生的OH–离子使得界面PH值上升，造成Fe2+离子水解：
这时又使界面PH值降低，从而加速了阳极反应（金属的腐蚀），使腐蚀面积扩大，漆膜剥落的范围也扩大，V601成品罐罐体原来刷的是氯磺化涂料，由于氯磺化涂料的附着力和耐湿性不好，在喷淋水、雨水等的作用下很快起皮、脱落，使V601成品罐设备本体遭到腐蚀。
3、采取措施
针对以上的课题，我们多方面研究、查找资料，决定采用的表面涂料应具有以下功能：
1）针对石化炼油厂设备防腐涂料性能的要求，具有耐酸碱、耐候性、对设备具有良好的防腐功 能。
2） 使用过程中对环境无污染的水性环保型涂料
3） 隔热涂料热反射率高，夏季向光处设备表面温度降低要超过10℃，罐内温度低于30℃，达到防止丙烯腈聚合，又停用喷淋，节能降耗。
3.1 原理
经研究，储罐的热负荷主要由五部分组成：温差渗入热、太阳辐射渗入热、介质自身热、换气热、操作热。其中太阳辐射渗入热和储罐壁外表面的吸收率α有关：
储罐罐顶（壁）吸收太阳辐射热而增加的渗入热量用Q表示：
由上式可知，当K、F及αh不变的情况下，Q与α成正比，即表面吸收率α越大，太阳辐射 渗入热Q越大，而减少吸收率α值， 可以有效降低太阳辐射热的渗入 。
所以，太空隔热特种涂料基本原理是涂料表面的太阳光（红外辐射为主要热量来源），通过涂 料中的颜填料的粒子形成反射，同时涂料表面吸收的少量热量，因温差对外产生热辐射，大 大降低储罐吸收太阳辐射热而引起的罐体温升， 从而降低设备表面的温度 。
4 影响
4.1 涂料厚度对隔热性能的影响
由于涂料的瓷粒或颜料热导率很低，但因它施工厚度对较薄（0.3mm），随热辐射的时间增加，仍有部分热量向内（基体）传热。理论上喷涂的厚度愈大，在单位时间内传输到基体的热量就愈少，隔热效果愈好，但其成本却成倍增加，由于該涂料主要通过遏制热辐射，即通过反射热辐射实现对热传递控制。因此，若以高成本投入来控制少量的热传递，其功能价格 比就很低，同时造成资 源的浪费。图（1）为喷涂不同厚度的涂料样板测试。比较结果从图可知，厚度愈大，隔热效果愈好，但厚度在0.3—0.5mm之间其隔热效果基本接近，（D） 隔热效果最 好，但其成本是（B）的三倍，可同一时间的温度仅相差5 ℃。因此，从技术经济分析，储罐 喷涂的施工厚度控制在0.3mm左右为佳。实践亦表明，喷涂厚度控制在0.3mm左右，完全能达到要求 。
4.2 涂料厚度对防腐蚀效果的影响
控制设备腐蚀的有效方法是对设备防腐。涂装的厚度影响防腐蚀效果，涂料厚度越薄（小于0.1mm），防腐效果差，防腐寿命短（小于2 年）；涂料厚度越厚，但其成本却成倍增加。实验表明：储罐喷涂的施工厚度控制在0.1mm，完全能达到防腐要求，防腐寿命10年 。
5、效益
5.1 实施效果
实施NH1型太空特种隔热涂料简单、易行，V-601成品罐刷完NH1型太空特种隔热涂料以后，在环境温度为35℃时，V-601成品罐的丙烯腈温度为22.4℃，有效地阻止了丙烯腈介质的聚合，同时也降低“ 大、小呼吸损耗”。
V-601成品罐经过粉刷NH1型太空特种隔热涂料，能够有效地提高了设备的使用寿命，避免了水浸后的腐蚀、大气腐蚀。土壤腐蚀还包括氧浓差电池作用、杂散电流腐蚀、接地极引起的电偶腐蚀（主要指静电接地）、地下水的影响、混凝土的影响。避免土壤腐蚀和“大阴极小阳极”，我们采用的是牺牲阳极阴极防护法。
5.2 经济效益
2个3000m3丙烯腈贮罐一年节约水3万m3，费用12万元；节电3万度，节省电费3.6万元；减少大、小呼吸损耗13.5吨，效益14万元，其经济效益和社会效益十分显著。同时从设备的本质安全上得到了保证。
参考文献
[1] 战为民，邓永表，李少春.日光热反射涂料的研究[J].现代涂料与涂装，2001.2.
[2] 《腐蚀与防护手册》化学工业部化工机械研究院主编，化学工业出版社 1997.1.
[3] 《化工厂机械手册》李祉川等，化学工业出版社，1991.
[4] 《腐蚀与腐蚀控制手册》李金桂，赵闺彦主编国防工业出版社，1997。
[5] 丙烯腈V601成品罐设备图纸.
作者简介
魏强，黑龙江大庆人。2008年毕业于辽宁石油化工大学过程装备与控制工程专业，助理机械工程师，现在大庆石化公司化工二厂丙烯腈车间从事设备管理工作。
孟宪超，2008年毕业于辽宁石油化工大学过程装备与控制工程专业，助理工程师，现在在中国石油天然气第六建设公司从事技术管理工作。