苯加氢预蒸发器的腐蚀与防护技术探析

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1、苯加氢预蒸发器的腐蚀与防护技术探析摘要：分析了苯加氢系统的预蒸发器由于温度和介质不同引起的腐蚀情况，提出了选材和操作等防护措施。在设计中应用后，可减小预蒸发器的腐蚀，延长设备的使用寿命。关键词：苯加氢；预蒸发器；腐蚀；防护措施i般焦化公司的苯加氢系统采用低温加氢精制工艺，原料粗苯进入预蒸发器和分段蒸发器加热，气相原料在催化剂的作用下，在反应器中含硫、氧、氮化合物转换为怪、硫化氢、水和氨，不饱和烯桂发生饱和反应，再经过分离得到纯苯、纯甲苯混合二甲苯等产品（由于预蒸发器易发生堵塞,影响后续操作，解决方法是降低原料在预蒸发器中的流速，并保持稳定，避免闪蒸现象的发牛（设计屮预蒸发器是带冇外导流筒

2、的立式固泄管板换热器，为防止设备内部粗苯原料升温过快，导致不饱和化合物聚合造成设备堵塞，该设备5台串联使用，并带有混合喷嘴，加大了液体循环，使粗苯原料逐步升温（由于设备介质的状态和操作温度不同，预蒸发器的腐蚀情况不同，以下分别讨论选择合适的材料以及制造操作条件。一、工艺条件5台预蒸发器的工艺条件见表1二、不锈钢孔蚀不锈钢表面钝化膜具有新陈代谢和自我修补的机能，使钝化膜在溶液中处于不断溶解和形成的动平衡状态。如果溶液中含有CI-,就会破坏这种平衡，在金属表面的局部形成小蚀坑。小蚀坑优先在硫化物夹杂、晶界碳化物或其他薄弱点形成。蚀孔内的强酸环境使蚀孔内壁处于活性态，为阳极；而孔外大片金属表面

3、仍处于钝态，为阴极，构成由小阴极与大阳极组成的活性态-钝态电池体系，使蚀孔加速扩人、加深，造成严重腐蚀。三、预蒸发器的H2S-NH3-H20腐蚀1.II2S-NII3-II20腐蚀特征加氢装置进料中，由于常含有硫和氮，经加氢之后，在其反应流出物中就变成了H2S和NH3腐蚀介质，•且互相将发生反应生成硫氢化胺，即NH3+H2S——NH4HSoNH4HS的升华温度约为120°C,因而此流出物在高压空冷器内被冷却过程中，常在空冷管子和下游管道中发生固体的NH4HS盐的沉积、结垢。由于MI4IIS能溶于水，一般在空冷器的上游注水予以冲洗，这就形成了值得注意的H2S-NH3-H20型腐蚀。此腐蚀发

4、生的温度范围在38-204°C：之间[15],正好是此类空冷器的通常使用温度区间。这种腐蚀多半是局部性的，一般多发生在高流速或湍流区及死如的部位（如管朿入口或转弯等部位）。2.影响II2S-NII3-II2O型腐蚀的主要因索影响此形式腐蚀的主要因素有：（1）氨和硫化氢的浓度，浓度越大，腐蚀越严重；（2）管内流体的流速，流速越高，腐蚀趋剧烈；当然流速过低，会使胺盐沉积，导致管子的局部腐蚀；（3）某些介质存在的影响，如氤化物的存在，对腐蚀将产生强烈影响，氧的存在（主要是随着注入的水而进入）也会加速腐蚀等等。3.在各种影响因素条件下的腐蚀状况国外对一些高压空冷器在不同工艺条件下的的腐蚀状况进行

5、了总结。见下表4•预蒸发器腐蚀的控制与防止高压空冷器的腐蚀是一个很复杂的现象，非由某个或儿个参数所能确定的，有时要同时釆取多种措施才可控制与防止。但从工艺设计上解决最为关键，对于选用碳钢材质时，控制好以下使用条件是至关重要的：（1）总进料中的NH3的摩尔百分数与H2S的摩尔百分数的乘积（称Kp系数）必须小于0.5。（2）管内流体的流速应控制在4.6-6.lm/s范围内。（3）尽力减少如氧化物、氧等其他能促进腐蚀的介质（组成）的含量。（4）设计上的措施选用合适的材料。一般应选用超低碳型（CW0.03%）或稳定型的不锈钢（如SUS321,SUS347）,采用奥氏体+铁素体双相不锈钢也有较好的

6、使用效果。还可以选用铁素体不锈钢，因它对连多硫酸的应力腐蚀开裂不敏感，在结构上应尽量避免有应力集中。（5）制造上的措施要尽量消除或减轻由于冷加工和焊接引起的残余应力，并注意加工成不形成应力集中或尽可能小的结构。设备在加工后应进行固溶化热处理（约1100°C,急冷）。（6）使用上的措施主耍是缓和环境条件。在装置停工时，釆取措施抑制连多硫酸生成或用中和溶液将形成的连多硫酸中和掉。根据不同的停工方案，用1・5%-2%浓度的碳酸钠溶液进行中和清洗或用惰性气（如氮气）封闭，以隔绝空气进入到设备中去。综上所述，只有在设备设计、制造、运行管理等各环节严格要求，才能将预蒸发器的腐蚀减到最小，延长设备使用

7、寿命，保证安全生产。参考文献：[1]陈兵，樊玉光，周三平•水冷器腐蚀失效原因分析[J]•腐蚀科学与防护技术.2010(06)[2]祁玉红，俞树荣，李治国•焊接板式换热器的应力腐蚀及防护[J]・石油化工设备.2007(02)[3]周志明，程振民，袁渭康•苯加氢制环己烷的反应动力学研究进展[J]・化学反应工程与工艺.2003(02)