CN103666198A - 一种换热器用耐热耐油防腐涂料 - Google Patents

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

一种换热器用耐热耐油防腐涂料

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，石油化工行业装置系统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S^2-、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系统的腐蚀.其反应如下：

Fe＋H₂S→FeS↓＋H₂↑

FeS＋6CN^-→Fe(CN)₆ ^4-＋S^2-

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系统内形成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。

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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