0 引言
中国石油炼化的规模化发展，是在20 世纪60 年代发现大庆油田之后开始的，到了90 年代，开始进口国外原油。目前全世界石油炼化裂解装置生产能力的50％在中东。世界上最大的炼化厂为委内瑞拉的帕纳瓜拉炼油中心，产能达到了4 700 万t/a。我国的石油炼化，无论是新建还是规模化升级，近年来都得到了长足的发展。目前已形成13 个千万吨级炼油基地，国内炼油能力1 000 万t/a 以上的炼油厂的原油加工能力，已占总加工能力的近50%，并且形成了燕山、上海、扬子、齐鲁、茂名、独山子、天津等7 个百万吨级乙烯基地。正在规划和建设中的石油炼化的规模将更大、更集中。为了实现炼化生产的效益最大化，炼油厂、裂解厂、芳烃厂将从松散一体化走向紧密一体化，从分散优化走向整体优化，充分利用石油资源。石油炼化制取燃料和化工原料的示意图见图1。


随着产业规模化的发展，我国越来越多地从国外进口原油，而中东和拉美委内瑞拉的原油，其最大的特点是高硫、高酸，这对炼化设备造成了很大的腐蚀影响。为了实现企业经济效益的最大化，要求炼化装置能安全地长周期运行，不发生非计划停车，并延长检修周期。这同时对于防腐涂料体系提出了更高的要求。

1 大气腐蚀环境钢结构
石油炼化中心的大气腐蚀，按ISO 12944—2，划分为C5-I。现在更大规模的炼化中心，都处在海滨，如广西钦州、广东大亚湾等，受海洋大气腐蚀因素的影响，加上炼化厂本身的腐蚀特点，某些局部区域腐蚀等级可能大于ISO 12944 中规定的最高腐蚀等级C5。因此，对于新建钢结构更是提出了15 a 以上的重防腐要求。对于停机维修的年限，以往是每2~3 a要重新涂装，现在要求达到7~10 a。更长的防腐涂层使用年限，意味着需要更好的涂料产品和更高的干膜厚度。富锌涂料有着良好的防腐蚀作用，是防锈底漆的首选产品。常用的产品为环氧富锌底漆和无机硅酸锌底漆。选用富锌底漆，关键是相关产品的锌粉含量。现在的规范比较多，但不统一。国际标准ISO 12944—5 中规定干膜锌粉含量要达到80%（m/m），美国钢结构涂装协会标准SSPCPAINT 20 规定了富锌底漆锌粉含量的3 个等级范围，即65%~77%，77%~85%，≥ 85%。在重防腐涂料体系中，通常要求富锌底漆干膜中的锌粉含量≥ 77%。我国化工行业标准HG/T 3668—2009，按金属锌含量，分为3 个等级，即金属锌在干膜中质量比要达到60% 以上、70% 以上和80% 以上。按金属锌和锌粉的关系，该规范的规定比较类似于SSPC PAINT 20。因此，在重防腐涂料体系中，比较合理的规定是要求富锌底漆中金属锌含量大于70%。环氧富锌底漆的施工性能比无机硅酸锌底漆要好。无机硅酸锌底漆有着优异的耐高温性能（400℃），而在炼化结构中有着复杂的耐高温要求。因此选用无机硅酸锌底漆在整体的防腐涂层设计方面有着更好的通用性，并且可以相应减少涂料品种。这在施工和物流的管理方面更加便利。中间漆，仍然以环氧云铁中间漆为主。云母氧化铁（MIO）的主要成分为赤铁矿的一种，镜铁矿中的三氧化二铁（Fe2O3），由于其片状结构类似于云母，故称为云母氧化铁，简称为云铁。云铁的结晶体为薄片或板状，厚度为几微米，片径为几十微米。环氧云铁中间漆漆膜中含有大量的云母氧化铁，达到涂料中所用颜料的80% 左右，交叉分布在涂层中，使涂膜机械强度增加，可以更为有效地增强涂层的封闭性。脂肪族聚酯面漆作为经济有效的产品，目前仍然是防腐面漆的首选产品。氟碳面漆已经开始在一些石化工程中采用。聚硅氧烷涂料有着更好的耐老化性和耐腐蚀性，在炼化中心的海上栈桥部位，也已经开始尝试应用。环氧富锌涂料+ 聚硅氧烷涂料的两道涂料体系有着很好的施工应用性。

2 工艺管线及高温设备
炼化设备的高温部位，在工艺管线上体现得更为突出。以此为例，可以结合其它高温设备来说明高温涂料的应用。一般的低温环境，如-40℃，环氧体系可以长期耐受。高温管线的涂料选用，还要考虑其保温层对于涂层的影响，即保温层下的腐蚀特性。无机硅酸锌涂料有着很好的耐高温性能，达400℃以上，并且有着优异的耐腐蚀性，可作为整个炼化系统的通用底漆。常规的环氧漆和聚氨酯面漆可以长期耐受120℃，白色面漆尽管会泛黄，但并不影响整体的防腐性。对于保温层下达到150℃的高温设施，环氧漆并不能长期耐受，可以选用交联密度更高，耐高温、耐化学品性更为优异的酚醛环氧涂料，有些要求达到230℃的工艺设备，保温层下的涂料体系也只能采用酚醛环氧涂料。有机硅铝粉漆，可以耐受600℃的高温。当它与无机硅酸锌涂料配合使用时，整体涂料体系可以长期耐540℃的高温。

3 原油罐
炼化的唯一重要原料——原油，其贮运设施原油罐的防腐，一直是研究关注的重点。原油罐的规模很大，现在以十万立方米的为主。原油罐的防腐按其不同部位可以分为贮罐外壁、浮舱内壁、罐底板外表面、罐内底部、加热盘管、原油罐内壁以及梯子栏杆等附件几个部位。腐蚀环境不同，所选用的涂料产品和设计膜厚也有所不同。贮罐外壁一般有保温层，而在炎热地区则无须设计保温层。暴露在大气腐蚀环境下的贮罐外壁、浮舱顶部、梯子栏杆等，可以选用与炼化厂内其它大气腐蚀环境下的钢结构（如管廊架等）相同的防腐涂料体系，即环氧（无机）富锌底漆+ 环氧云铁中间漆+丙烯酸聚氨酯/ 氟碳面漆等，7~10 a 的设计使用寿命，总的干膜厚度要求为240~280 μm。如果是15 a 的设计使用寿命，总的干膜厚度要求达到320 μm 以上。在保温层下，无须采用耐候性涂料，即可以省去丙烯酸聚氨酯面漆。也可不采用富锌涂料，采用单一的耐水、耐腐蚀的环氧涂料产品，干膜厚度在200 μm左右。罐底板外表面，可采用环氧煤沥青或不含沥青成分的环氧涂料，干膜厚度为300 μm。为了安全，原油罐内表面目前多采用不含石墨的浅色导静电涂料。要求涂料的表面导电率为106~109 Ω，不能超过109 Ω，因为在此值以上为绝缘体。加热盘管可采用耐温、耐油、耐水涂料，如酚醛环氧涂料，而不能采用无机富锌涂料，因为无机富锌涂料的耐高温性能在液相中和干燥环境下完全不等同，锌粉在有温度的液相中会很快消耗掉。高含硫量原油对罐壁，特别是罐底的腐蚀相当严重。由于原油含硫量高、氯离子含量高、加热盘管的加热等因素，罐底沉积水对罐底的腐蚀非常严重。传统上的环氧煤沥青涂料已经不适合防腐蚀要求，环氧玻璃鳞片涂料有着较好的应用，更好的选择是耐酸、耐高温性能更好的无溶剂酚醛环氧和乙烯基酯玻璃鳞片涂料。无溶剂环氧涂料，近年来在原油罐的防腐蚀保护中开始得到越来越多的应用，无论是外壁、内壁还是浮舱内表面。尤其是应用在浮舱内表面，无溶剂环氧涂料兼顾更好的耐蚀性和施工安全性。典型的无溶剂环氧涂层防护方案见表1。为了使钢板在加工时有着临时保护作用又不影响整体涂层的性能，第1 道涂层也可以选用溶剂型环氧底漆或环氧富锌底漆。
表1 原油罐的无溶剂环氧涂层防护方案

4 中间产品罐
中间产品罐亦称二次加工轻质油罐，包括焦化汽油、焦化柴油、重整汽油、催化汽油等贮罐。二次加工的轻质油罐较产品的轻质油罐腐蚀更为严重，因为前者含有更多的活性硫。中间产品罐内壁防腐涂料的防腐性能对于中间产品罐不是选择的困难，其涂料选择的难点在于中间产品罐内的温度。纯环氧涂料在液体环境下的长期耐温性在60~70℃，而无机硅酸锌涂料在60℃，酚醛环氧涂料可以达到95~100℃。因此，有些超过100℃高温的产品罐，在目前很难有更好的产品来满足其长期使用要求。

5 成品罐
成品罐内壁防腐涂料的选择不是很难，苯类、二甲苯类等，可以选择纯环氧树脂涂料、酚醛环氧涂料和无机硅酸锌涂料。醇类，如乙醇、甲醇等，只能选择无机硅酸锌涂料，也可以采用金属喷铝层加有机涂料封闭。航空煤油罐不能采用含锌类涂层，因为锌产物的析出会影响其热值。可以采用的防腐方案有：纯环氧涂料或酚醛环氧涂料，或者进行金属喷涂（喷铝或喷铝＋喷不锈钢）与有机涂层的体系。

6 结语
石油炼化行业的钢结构和贮罐的防腐涂层选择，无论是实际经验、材料的发展以及施工技术和设备上，近年都有了长足的进步。高含锌量富锌底漆、氟碳和聚硅氧烷涂料、酚醛环氧涂料、无溶剂环氧涂料都得到了广泛应用。但是好的涂料体系，还要有好的管理，特别是施工质量控制方面，尚须进一步加强，石油炼化设施才能真正得到良好的防腐蚀保护。