高酸原油選材研究

高酸原油加工防腐蝕研究選材報(bào)告中國(guó)石化集團(tuán)洛陽石油化工工程公司中國(guó)石化集團(tuán)石油化工設(shè)備防腐蝕研究中心2005年6月RIPET 高酸原油加工防腐蝕研究選材報(bào)告 24高酸原油加工防腐蝕研究選材報(bào)告1 序言本報(bào)告所涉及的金屬材料的適宜選擇，主要針對(duì)中國(guó)海洋石油總公司惠州項(xiàng)目加工蓬萊高酸原油裝置。工藝防腐是煉油裝置重要的防腐蝕措施，本報(bào)告所涉及的金屬材料的適宜選擇是以良好的工藝防腐蝕條件為基礎(chǔ)，且達(dá)到規(guī)定的工藝指標(biāo)要求，并在生產(chǎn)過程中加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)管理。對(duì)于設(shè)備材料的選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的狀態(tài)、流速、流態(tài)以及是否處于相變位置的材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行特殊處理，如加大流通面積、降低流速、 適當(dāng)增加壁厚、增設(shè)擋板以及局部材料升級(jí)等，防止局部發(fā)生嚴(yán)重腐蝕，保證整體材料選擇的經(jīng)濟(jì)性。采用或參考本報(bào)告內(nèi)容時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2 主要工藝控制指標(biāo)2.1原油電脫鹽工藝指標(biāo)（表1）表1 原油電脫鹽后的技術(shù)控制指標(biāo)項(xiàng)目名稱指標(biāo)測(cè)定方法脫后含鹽（mg/L）3GB6532-86脫后含水（%）0.3GB260-77脫后含鈉離子（mg/L）1原子吸收光譜法污水含油（mg/L）2002.2蒸餾裝置采用“四注”工藝防腐措施后技術(shù)指標(biāo)（表2）表2 “四注”后的技術(shù)控制指標(biāo)項(xiàng)目名稱指標(biāo)測(cè)定方法pH值6.07.0pH計(jì)法鐵離子含量（mg/L）1原子吸收光譜法Cl含量（mg/L）20GB6532-86* 均勻腐蝕率（mm/a）0.2在線監(jiān)測(cè)或掛片法2.3嚴(yán)格控制進(jìn)加氫裂化等裝置的鐵離子、鈉離子含量鈉離子含量小于1mg/L；鐵離子含量嚴(yán)格控制。3 金屬材料的適宜選擇 高酸原油具有較強(qiáng)的高溫腐蝕，特別是在蒸餾裝置、焦化裝置、蒸餾裝置加熱爐、焦化加熱爐以及二次加工裝置的進(jìn)料部位，表現(xiàn)突出。高溫環(huán)烷酸的腐蝕產(chǎn)物溶于油，受介質(zhì)流速流態(tài)影響較大，腐蝕形態(tài)呈沖刷型腐蝕，所造成的腐蝕破壞具有更大的危險(xiǎn)性。對(duì)于高溫腐蝕，目前主要的防腐措施，還是以選擇合理的耐蝕材料為主。3.1常減壓裝置常減壓裝置是對(duì)原油一次加工的蒸餾裝置，即將原油分餾成汽油、煤油、柴油、蠟油、渣油等組分的加工裝置，常減壓蒸餾是原油加工的第一步，并為以后的二次加工提供原料，所以常減壓裝置的高效正常操作，對(duì)整個(gè)煉油廠的生產(chǎn)至關(guān)重要。常減壓裝置（特別是初餾塔的選材）結(jié)合目前裝置的大型化，進(jìn)料溫度升高的原則選取。常減壓裝置容器、塔、冷換設(shè)備、管線推薦材料見表3、表4。表3 常減壓裝置推薦選材表-塔、容器設(shè)備材料備注脫鹽罐碳素鋼初餾塔4層塔盤及其以上部位塔體：碳素鋼+0Cr13（0Cr13Al）碳素鋼+ SAF2507（或性能相當(dāng)?shù)碾p相鋼）頂封頭：碳素鋼+SAF2507（或性能相當(dāng)?shù)碾p相鋼）塔盤：0Cr13或SAF2507不推薦使用奧氏體不銹鋼4層塔盤以下部位塔體：碳素鋼+00Cr17Ni14Mo2碳素鋼+00Cr19Ni10塔盤：00Cr17Ni14Mo200Cr19Ni10填料：00Cr17Ni14Mo200Cr19Ni13Mo3常壓塔4層塔盤及其以上部位塔體：碳素鋼+蒙乃爾合金（含封頭）碳素鋼+SAF2507（或性能相當(dāng)?shù)碾p相鋼）塔盤：0Cr13 、SAF2507不推薦使用奧氏體不銹鋼4層塔盤以下部位塔體：碳素鋼+00Cr17Ni14Mo2塔盤：00Cr17Ni14Mo2填料：00Cr19Ni13Mo3塔頂回流罐碳素鋼+0Cr13（0Cr13Al）碳素鋼（加大腐蝕余量）常壓汽提塔塔體：碳素鋼+00Cr17Ni14Mo2塔盤：00Cr17Ni14Mo2減壓塔溫度220塔體：碳素鋼+00Cr17Ni14Mo2塔盤：00Cr17Ni14Mo2、00Cr19Ni13Mo3 填料：00Cr19Ni13Mo3其它塔內(nèi)件：同塔盤選材減壓塔頂回流罐碳素鋼（加大腐蝕余量）減壓汽提塔塔體：碳素鋼+00Cr17Ni14Mo2塔盤：00Cr17Ni14Mo2其它容器碳素鋼注：表中所列00Cr17Ni14Mo2不銹鋼，要求Mo含量大于2.5%。初餾塔（4層塔盤以下）選材是建立在裝置大型化后，進(jìn)料溫度升高條件下的推薦用材，如果進(jìn)料與中小型裝置進(jìn)料溫度相同，塔體和塔盤可選用0Cr13（0Cr13Al）或18-8型不銹鋼。常壓塔和初餾塔塔頂部4層塔盤至溫度220范圍內(nèi)可以選擇低等級(jí)材料。表4常減壓裝置推薦選材表-冷換設(shè)備、管線設(shè)備材料備注常減壓塔頂空冷器管箱碳素鋼空冷器管束鈦管、SAF2507、蒙乃爾合金水冷器浮頭、殼體碳素鋼水冷器管束碳素鋼+涂層SAF2507換熱器常減壓塔進(jìn)料側(cè)線換熱器溫度220殼體、管箱、管板：碳素鋼+00Cr17Ni14Mo2管束：00Cr17Ni14Mo200Cr19Ni10(溫度220-288)減渣原油換熱器減渣殼程減渣溫度220殼體、管箱、管板：碳素鋼+00Cr17Ni14Mo2碳素鋼+00Cr19Ni10(溫度220-288)管束：00Cr17Ni14Mo200Cr19Ni10(管程溫度220-288)原油殼程原油溫度220殼體、管箱、管板：碳素鋼管束：碳素鋼（管程減渣溫度220）00Cr19Ni10（管程溫度220-288）原油溫度220殼體.管箱.管板：碳素鋼+00Cr17Ni14Mo2碳素鋼+00Cr19Ni10管束：00Cr17Ni14Mo200Cr19Ni10(管程溫度220-288）減壓抽空表面冷凝器、產(chǎn)品冷卻器和冷凝器SAF2507、0Cr13加熱爐常壓爐對(duì)流管00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni10Ti輻射管00Cr17Ni14Mo2減壓爐對(duì)流管00Cr17Ni14Mo2 、0Cr18Ni10Ti輻射管00Cr17Ni14Mo2轉(zhuǎn)油線常壓轉(zhuǎn)油線低速段00Cr17Ni14Mo2高速段00Cr17Ni14Mo2減壓轉(zhuǎn)油線低速段00Cr17Ni14Mo2高速段00Cr17Ni14Mo2管線常頂餾出線碳素鋼28800Cr17Ni14Mo2注：表中所列00Cr17Ni14Mo2不銹鋼，要求Mo含量大于2.5%。閥門采用Co-Cr-W硬質(zhì)合金密封面閥門。常壓塔頂空冷器如果選用碳鋼，腐蝕嚴(yán)重，入口管端應(yīng)設(shè)置300600mm的鈦材襯管，且用碳鋼壽命較短。3.2延遲焦化裝置延遲焦化裝置的作用是將重質(zhì)油經(jīng)裂解、聚合生成油氣、輕質(zhì)油、中間餾分油和焦炭。重質(zhì)油在管式加熱爐中加熱，采用高的流速（在爐管中注水）及高的熱強(qiáng)度（加熱爐出口溫度500），使油品在加熱爐內(nèi)短時(shí)間達(dá)到焦化反應(yīng)所需要的溫度，然后迅速進(jìn)入焦炭塔，使反應(yīng)不在加熱爐而延遲到焦炭塔中進(jìn)行。延遲焦化裝置容器、塔、冷換設(shè)備、管線推薦材料見表5、表6。表5延遲焦化裝置推薦選材表-塔、容器設(shè)備材料備注分餾塔溫度288塔體：碳素鋼+0Cr13Al(0Cr13)碳素鋼+00Cr17Ni14Mo2*塔盤：00Cr17Ni14Mo2* 、0Cr13填料：00Cr19Ni13Mo3*、00Cr19Ni10、0Cr13塔頂油氣分離罐碳素鋼接觸濕硫化氫焦炭塔上部15CrMoR+0Cr13Al(0Cr13)頂部到泡沫層以下200mm處下部15CrMoR吸收穩(wěn)定塔塔體：碳素鋼+0Cr13Al(0Cr13)塔盤：0Cr13塔頂回流罐碳素鋼（接觸濕硫化氫）汽提塔碳素鋼+0Cr13Al(0Cr13)其它容器碳素鋼注：表中所列00Cr17Ni14Mo2不銹鋼，要求Mo含量大于2.5%；接觸濕硫化氫部位選抗氫致開裂碳鋼，抗氫致開裂碳鋼指具有低硫、磷含量，按NACE TM0284“壓力容器及管線鋼抗氫致開裂的評(píng)定”方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果符合規(guī)定裂紋率要求的碳鋼或碳錳鋼。*指原料油進(jìn)到分餾塔底部換熱工藝選取的材料表6 加工高酸原油延遲焦化裝置推薦選材表-冷換設(shè)備、管線設(shè)備材料備注分餾塔頂空冷器管箱碳素鋼接觸濕硫化氫空冷器管束碳素鋼水冷器浮頭、殼體碳素鋼水冷器管束碳素鋼分餾塔塔底線00Cr17Ni14Mo2*0Cr18Ni10Ti加熱爐對(duì)流管00Cr17Ni14Mo20Cr18Ni10Ti輻射管0Cr17Ni14Mo20Cr19Ni13Mo3輻射段進(jìn)口線0Cr18Ni10Ti0Cr17Ni14Mo2輻射段出口線Cr5Mo、0Cr18Ni10Ti原料油線28800Cr17Ni14Mo2蠟油線240Cr5Mo、0Cr18Ni10Ti其它油氣管線240Cr5Mo、0Cr18Ni10Ti注：表中所列00Cr17Ni14Mo2不銹鋼，要求Mo含量大于2.5%；接觸濕硫化氫部位選抗氫致開裂碳鋼，抗氫致開裂碳鋼指具有低硫、磷含量，按NACE TM0284“壓力容器及管線鋼抗氫致開裂的評(píng)定”方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果符合規(guī)定裂紋率要求的碳鋼或碳錳鋼。*指原料油進(jìn)到分餾塔底部換熱工藝選取的材料3.3加氫精制裝置加氫精制是各種油品在氫壓下進(jìn)行催化改質(zhì)的一個(gè)統(tǒng)稱。所用的催化劑有鉬酸鈷、鉬酸鎳和鉬-鈷-鎳-氧化鋁等，加氫精制的優(yōu)點(diǎn)是原料的范圍廣，產(chǎn)品靈活性大，液體產(chǎn)品收率高，質(zhì)量好。加氫精制可使原料油品中烯烴飽和，并脫除其中的硫、氧、氮以及金屬雜質(zhì)等有害組分。加氫精制裝置容器、塔、冷換設(shè)備、管線推薦材料見表7、表8。表7加工高酸原油加氫精制裝置推薦選材表-塔、容器設(shè)備材料備注加氫反應(yīng)器殼體：鉻鉬鋼+TP309L+TP316L堆焊層鉻鉬鋼+TP309L+347堆焊層內(nèi)件：00Cr17Ni14Mo20Cr18Ni10Ti、0Cr18Ni10Nb高壓分離器溫度200殼體：鉻鉬鋼+0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼+309Nb堆焊層內(nèi)件：0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼按Nalson曲線選取低壓分離器溫度200殼體：鉻鉬鋼+0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼+309Nb堆焊層內(nèi)件：0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼按Nalson曲線選取循環(huán)氫脫硫塔殼體：碳素鋼塔盤：0Cr13接觸濕硫化氫脫硫劑再生塔殼體：碳素鋼+00Cr19Ni10塔盤：0Cr13脫硫劑再生塔塔頂回流罐碳素鋼汽提塔塔體：碳素鋼+0Cr13Al(0Cr13)塔盤：0Cr13Al(0Cr13)其它容器碳素鋼注：表中所列316型不銹鋼，要求Mo含量大于2.5%；接觸濕硫化氫部位選抗氫致開裂碳鋼，抗氫致開裂碳鋼指具有低硫、磷含量，按NACE TM0284“壓力容器及管線鋼抗氫致開裂的評(píng)定”方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果符合規(guī)定裂紋率要求的碳鋼或碳錳鋼。表8加工高酸原油加氫精制裝置推薦選材表-冷換設(shè)備、管線設(shè)備材料備注氫氣與餾出物換熱器氫氣側(cè)（殼程）溫度200殼體：鉻鉬鋼鉻鉬鋼+0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼+309Nb堆焊層折流板：0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼按Nalson曲線選取反應(yīng)餾出物側(cè)管箱：鉻鉬鋼+0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼+309Nb堆焊層管板及管束：0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼按Nalson曲線選取原料油（無氫）與餾出物換熱器油進(jìn)料側(cè)（殼程）溫度220殼體：碳素鋼+00Cr17Ni14Mo2碳素鋼+0Cr18Ni10Ti折流板：00Cr17Ni14Mo2 、0Cr18Ni10Ti反應(yīng)餾出物側(cè)管箱：鉻鉬鋼+0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼+309Nb堆焊層管板及管束：0Cr18Ni10Ti原料油料（混氫）與餾出物換熱器油進(jìn)料側(cè)（殼程）溫度200殼體：碳素鋼+00Cr17Ni14Mo2鉻鉬鋼+309Nb堆焊層折流板：00Cr17Ni14Mo2 、0Cr18Ni10Ti溫度200-220之間的換熱器可以按Nalson曲線選取鉻鉬鋼反應(yīng)餾出物側(cè)管箱：鉻鉬鋼+0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼+309Nb堆焊層管板及管束：0Cr17Ni14Mo2 0Cr18Ni10Ti原料油（無氫）線28800Cr17Ni14Mo2原料油（含氫）線2880Cr17Ni14Mo2氫氣管線200鉻鉬鋼鉻鉬鋼按Nalson曲線選取加熱爐原料油0Cr17Ni14Mo2汽提塔0Cr18Ni10Ti其它管道240Cr5Mo、0Cr18Ni10Ti注：表中所列316型不銹鋼，要求Mo含量大于2.5%；接觸濕硫化氫部位選抗氫致開裂碳鋼，抗氫致開裂碳鋼指具有低硫、磷含量，按NACE TM0284“壓力容器及管線鋼抗氫致開裂的評(píng)定”方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果符合規(guī)定裂紋率要求的碳鋼或碳錳鋼。3.4 催化裂化裝置催化裂化裝置，即流化催化裂化裝置(FCC)，按照工藝流程整個(gè)裝置分為四個(gè)單元：反應(yīng)-再生系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)、穩(wěn)定吸收系統(tǒng)和能量回收系統(tǒng)。由于催化裂化進(jìn)料溫度較低，反應(yīng)區(qū)內(nèi)溫度較高，并且裸露設(shè)備表面以非金屬為主，所以加工高酸原油對(duì)催化裂化裝置影響較少。催化裂化裝置容器、塔、冷換設(shè)備、管線推薦材料見表9、表10。表9催化裂化裝置推薦選材表-容器、塔設(shè)備材料備注反應(yīng)器殼體：碳素鋼+隔熱耐磨襯里旋風(fēng)分離器、拉桿及料腿：15CrMo汽提段：15CrMo再生器殼體：碳素鋼+隔熱耐磨襯里內(nèi)集氣室：750: 0Cr25Ni20750：0Cr18Ni9旋風(fēng)分離器、拉桿及料腿：750: 0Cr25Ni20750：0Cr18Ni9分布板、分布管：750: 0Cr25Ni20750：0Cr18Ni9吊桿：0Cr25Ni20要求0Cr18Ni9中的含碳量在0.04-0.1%之間分餾塔塔體殼體：碳素鋼+0Cr13Al(0Cr13)塔盤：0Cr13塔頂回流罐碳素鋼接觸濕硫化氫輕循環(huán)油汽提塔殼體：碳素鋼塔盤：碳素鋼重循環(huán)油汽提塔殼體：碳素鋼+0Cr13Al(0Cr13)塔盤： 0Cr13吸收塔殼體：碳素鋼+0Cr13Al(0Cr13)塔盤： 0Cr13解吸塔殼體：碳素鋼+0Cr13Al(0Cr13)塔盤： 0Cr13穩(wěn)定塔上部一段筒體和頂封頭碳素鋼+0Cr13Al(0Cr13)塔體殼體：碳素鋼塔盤： 0Cr13再吸收塔殼體：碳素鋼塔盤：碳素鋼注：接觸濕硫化氫部位選抗氫致開裂碳鋼，抗氫致開裂碳鋼指具有低硫、磷含量，按NACE TM0284“壓力容器及管線鋼抗氫致開裂的評(píng)定”方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果符合規(guī)定裂紋率要求的碳鋼或碳錳鋼。表10催化裂化裝置推薦選材表-冷換設(shè)備、管線設(shè)備材料備注油漿蒸汽發(fā)生器殼體：碳素鋼管束：碳素鋼、0Cr18Ni9輕循環(huán)油換熱器殼體：碳素鋼管束：碳素鋼重循環(huán)油換熱器溫度288殼體：碳素鋼+0Cr13Al(0Cr13)管束：00Cr19Ni10溫度288殼體：碳素鋼管束：碳素鋼穩(wěn)定塔底重沸器殼體：碳素鋼+0Cr13Al(0Cr13)管束：00Cr19Ni10解吸塔底重沸器殼體：碳素鋼+0Cr13Al(0Cr13)管束：00Cr19Ni10分餾塔塔頂冷凝冷卻器空冷器管箱：碳素鋼管束：碳素鋼接觸濕硫化氫管殼式水冷器管箱：碳素鋼管束：碳素鋼+涂料壓縮富氣冷凝冷卻器空冷器管箱：碳素鋼管束：碳素鋼接觸濕硫化氫管殼式水冷器管箱：碳素鋼管束：碳素鋼+涂料催化劑冷卻器（外取熱）殼體：碳素鋼+隔熱耐磨襯里蒸發(fā)管：碳素鋼過熱管：15CrMo內(nèi)件：0Cr18Ni9要求：0Cr18Ni9中的含碳量在0.04-0.1%之間管線反應(yīng)器提升管碳素鋼+隔熱耐磨襯里（冷壁）15CrMo（熱壁）反應(yīng)油氣線15CrMo（熱壁）碳素鋼+隔熱耐磨襯里（冷壁）再生器待生催化劑管線碳素鋼+隔熱耐磨襯里再生催化劑管線碳素鋼+隔熱耐磨襯里煙氣管線碳素鋼+隔熱耐磨襯里（冷壁）0Cr18Ni9(熱壁)要求：0Cr18Ni9中的含碳量在0.04-0.1%之間波紋膨脹節(jié)Incoloy 800B315分餾塔塔頂油氣管線碳素鋼塔側(cè)回?zé)捰凸芫€1Cr5Mo油漿管線（至反應(yīng)器）1Cr5Mo循環(huán)油漿1Cr5Mo其它溫度2881Cr5Mo注：接觸濕硫化氫部位選抗氫致開裂碳鋼，抗氫致開裂碳鋼指具有低硫、磷含量，按NACE TM0284“壓力容器及管線鋼抗氫致開裂的評(píng)定”方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果符合規(guī)定裂紋率要求的碳鋼或碳錳鋼。3.5加氫裂化裝置加氫裂化裝置是煉油廠重要的二次加工手段，可以獲得高質(zhì)量的輕質(zhì)燃料油。其特點(diǎn)是對(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng)，可加工直餾重柴油、催化裂化循環(huán)油、焦化餾出油，甚至可以用脫瀝青重殘油生產(chǎn)汽油、航煤、和低凝點(diǎn)柴油。其次，生產(chǎn)方案靈活，可根據(jù)不同的季節(jié)改變生產(chǎn)方案，并且產(chǎn)品質(zhì)量好，產(chǎn)品收率高。加工含酸、高酸原油主要對(duì)原料油進(jìn)料系統(tǒng)有嚴(yán)重影響，加氫反應(yīng)器也應(yīng)選擇防護(hù)措施。表11是加氫裂化反應(yīng)器常見的缺陷及部位。表11加氫裂化反應(yīng)器常見的缺陷及部位缺陷種類產(chǎn)生缺陷的現(xiàn)象缺陷部位回火脆化長(zhǎng)期在371-593 使用，由于鋼中微量不純?cè)睾秃辖鹪叵驃W氏體晶界偏析，使晶界凝聚力下降，致使材料脆化轉(zhuǎn)變溫度向高溫遷移2.25Cr-1Mo鋼母材、焊縫金屬氫腐蝕裂紋長(zhǎng)期在250以上含氫介質(zhì)中使用，鋼表面和內(nèi)部產(chǎn)生脫碳2.25Cr-1Mo鋼母材、焊縫金屬氫致裂紋高溫操作后急冷2.25Cr-1Mo鋼母材、焊縫熱影響區(qū)奧氏體不銹鋼焊接部位的氫脆裂紋高溫操作氫擴(kuò)散入鋼內(nèi)部，停工后冷卻速度過快反應(yīng)器內(nèi)部堆焊層、內(nèi)構(gòu)件連接焊縫，墊片密封槽應(yīng)力集中裂紋由于結(jié)構(gòu)的不連續(xù)，使溫度分布不勻產(chǎn)生的集中應(yīng)力裙座與封頭連接部位，外構(gòu)件連接部位奧氏體不銹鋼堆焊層的剝離高溫操作后急冷使基材和堆焊層界面分離奧氏體不銹鋼連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂奧氏體不銹鋼表面的硫化亞鐵，停工時(shí)與濕空氣接觸生成連多硫酸，并在一定應(yīng)力存在的條件下，就有可能導(dǎo)致連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件和內(nèi)部堆焊層加氫裂化反應(yīng)器、熱交換器設(shè)備系高溫高壓下操作，對(duì)承壓部件要求較高，必須是純凈鋼，組織致密，性能均勻，因此提出如下要求：采用電爐冶煉，真空碳脫氧（VCD）工藝制造；推薦采用正火加回火的熱處理工藝（允許加速冷卻）。高溫高壓氫氣接觸的設(shè)備、管線，可按照加工高硫原油重點(diǎn)裝置主要設(shè)備設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則附件A（API941）選材。附件A中所附的抗氫曲線選用鉻鉬鋼以抗氫腐蝕。在選材時(shí)，曲線溫度和曲線壓力取設(shè)計(jì)值加一定值，當(dāng)選用點(diǎn)接近某曲線時(shí)應(yīng)留有一定余地。在加氫裂化裝置中，與高溫高壓氫氣接觸的設(shè)備、管線，應(yīng)選用2.25Cr-1Mo鋼，2.25Cr-1Mo鋼在371-593長(zhǎng)期使用產(chǎn)生的回火脆性破壞的可能，對(duì)于2.25Cr-1Mo鋼有如下補(bǔ)充要求：1)J系數(shù) (Si+Mn)*(P+Sn)*10000100%2)X系數(shù)(10P+5Sb+4Sn+As)*0.0115ppm式中化學(xué)元素以含量代入3)符合加速脆化的階梯冷卻試驗(yàn)限制指標(biāo)：VTr54+3.0 VTr4010 式中VTr54表示脆化前V型缺口試樣的沖擊功為54焦耳所對(duì)應(yīng)的溫度； VTr54加速脆化的階梯冷卻試驗(yàn)后V型缺口試樣的沖擊功為54焦耳所對(duì)應(yīng)的溫度。階梯冷卻工藝較多，推薦工藝見表12。表12推薦階梯冷卻工藝溫度，保溫時(shí)間，h加熱冷卻速度，/h室溫5059315.6537155.6524245.6496602.846810027.8315在靜止的空氣中冷卻到室溫4)對(duì)2.25Cr1Mo鋼的焊接材料也應(yīng)控制X系數(shù)和階梯冷卻試驗(yàn)限制指標(biāo)5)操作工況要求低時(shí)允許采用1.25Cr0.5Mo鋼等回火脆性敏感性低的材料，其Si、Mn含量在規(guī)定范圍內(nèi)盡可能取下限。硫化氫和氫的混合物對(duì)碳鋼的腐蝕在260以上，可根據(jù)Couper和Gorman的抗H2+H2S腐蝕曲線選用鉻鉬鋼或奧氏體不銹鋼。加氫裂化裝置容器、塔、冷設(shè)備、管線推薦材料見表13、表14。表13加工高酸原油加氫裂化裝置推薦選材表-塔、容器設(shè)備材料備注加氫反應(yīng)器殼體：鉻鉬鋼+TP309L+TP316L堆焊層鉻鉬鋼+TP309L+347堆焊層內(nèi)件：00Cr17Ni14Mo2鉻鉬鋼按Nalson曲線選取脫硫化氫汽提塔殼體：碳素鋼+0Cr13Al(0Cr13)塔盤：0Cr13塔頂回流罐：碳素鋼（接觸濕硫化氫）脫乙烷塔殼體：碳素鋼+0Cr13Al(0Cr13)塔盤：0Cr13脫乙烷塔塔頂回流罐碳素鋼（接觸濕硫化氫）液化氣脫硫抽提塔殼體：碳素鋼塔盤：碳素鋼脫丁烷塔殼體：碳素鋼塔盤：碳素鋼脫丙烷塔殼體：碳素鋼塔盤：碳素鋼脫異丁烷塔殼體：碳素鋼塔盤：碳素鋼干氣脫硫塔殼體：碳素鋼塔盤：碳素鋼、0Cr13溶劑再生塔殼體：碳素鋼+00Cr19Ni10塔盤：00Cr19Ni10溶劑再生塔塔頂回流罐碳素鋼（接觸濕硫化氫）循環(huán)氫脫硫塔殼體：碳素鋼（接觸濕硫化氫）塔盤：0Cr13高壓分離器溫度200殼體：鉻鉬鋼+0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼+309Nb堆焊層內(nèi)件：0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼按Nalson曲線選取低壓分離器溫度200殼體：鉻鉬鋼+0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼內(nèi)件：0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼按Nalson曲線選取其它容器碳素鋼注：表中所列316型不銹鋼，要求Mo含量大于2.5%；接觸濕硫化氫部位選抗氫致開裂碳鋼，抗氫致開裂碳鋼指具有低硫、磷含量，按NACE TM0284“壓力容器及管線鋼抗氫致開裂的評(píng)定”方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果符合規(guī)定裂紋率要求的碳鋼或碳錳鋼。表14加工高酸原油加氫裂化裝置推薦選材表-冷換設(shè)備、管線設(shè)備材料備注反應(yīng)流出物空冷器管箱：碳素鋼（接觸濕硫化氫）管束：Incoloy 825管端入口處襯300-600mm的Ti材溶劑再生塔空冷器管箱：碳素鋼（接觸濕硫化氫）管束：00Cr19Ni1000Cr17Ni14Mo2脫硫化氫汽提塔空冷器管箱：碳素鋼（接觸濕硫化氫）管束：00Cr17Ni14Mo2氫氣與餾出物換熱器氫氣側(cè)（殼程）溫度200殼體：鉻鉬鋼鉻鉬鋼+0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼+309Nb堆焊層折流板：0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼按Nalson曲線選取反應(yīng)餾出物側(cè)管箱：鉻鉬鋼+0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼+309Nb堆焊層管板及管束：0Cr18Ni10Ti原料油（無氫）與餾出物換熱器進(jìn)料油側(cè)（殼程）溫度220殼體：碳素鋼+00Cr17Ni14Mo2碳素鋼+0Cr18Ni10Ti折流板：00Cr17Ni14Mo2 、0Cr18Ni10Ti反應(yīng)餾出物側(cè)管箱：鉻鉬鋼+0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼+309Nb堆焊層管板及管束：0Cr18Ni10Ti原料油（混氫）與餾出物換熱器油進(jìn)料側(cè)（殼程）溫度200殼體：鉻鉬鋼+00Cr17Ni14Mo2鉻鉬鋼+0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼+309Nb堆焊層折流板：00Cr17Ni14Mo20Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼按Nalson曲線選取溫度200-220之間的換熱器可以按Nalson曲線選取鉻鉬鋼反應(yīng)餾出物側(cè)管箱：鉻鉬鋼+0Cr18Ni10Ti鉻鉬鋼+309Nb堆焊層管板及管束：00Cr17Ni14Mo2 0Cr18Ni10Ti原料油（無氫）線28800Cr17Ni14Mo2原料油（含氫）線2880Cr17Ni14Mo2氫氣管線200鉻鉬鋼鉻鉬鋼按Nalson曲線選取加熱爐原料油0Cr17Ni14Mo2汽提塔0Cr18Ni10Ti其它管道240Cr5Mo、0Cr18Ni10Ti注：表中所列316型不銹鋼，要求Mo含量大于2.5%；接觸濕硫化氫部位選抗氫致開裂碳鋼，抗氫致開裂碳鋼指具有低硫、磷含量，按NACE TM0284“壓力容器及管線鋼抗氫致開裂的評(píng)定”方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果符合規(guī)定裂紋率要求的碳鋼或碳錳鋼。3.6 催化重整裝置催化重整裝置是用直餾汽油或二次加工汽油為原料，在催化劑的作用下，經(jīng)過脫氫環(huán)化、加氫裂化和異構(gòu)化等反應(yīng)，使烴類分子重排成新的分子結(jié)構(gòu)，以生產(chǎn)C6-C9芳烴產(chǎn)品或高辛烷值汽油為主要目的。并利用重整副產(chǎn)品氫氣供二次加工的熱裂化、延遲焦化的產(chǎn)品油加氫精制。本裝置受環(huán)烷酸腐蝕影響較少，選材可參考含硫、高硫原油加工選材。選材的一般原則為：1) 凡與高溫氫接觸的設(shè)備及管線應(yīng)按照API-941的臨氫曲線選用鉻鉬鋼，在選材時(shí)，曲線溫度和曲線壓力取設(shè)計(jì)值加一定值。2) 預(yù)加氫高溫H2+H2S環(huán)境選材參考加氫精制裝置；3) 芳烴抽提、芳烴精餾裝置的塔、容器等由于腐蝕輕微，可選用碳鋼制造。4) 芳烴抽提裝置與溶劑接觸的換熱設(shè)備管束，當(dāng)碳鋼設(shè)備不能滿足要求時(shí)，可溶劑種類、使用溫度等選擇更耐蝕材料。3.7制氫裝置制氫裝置的腐蝕與原料油酸值的高低沒有關(guān)系，制氫裝置的選材可參閱其它有關(guān)資料、文獻(xiàn)。選材原則為：1） 凡與高溫氫接觸的設(shè)備及管線應(yīng)按照API-941的臨氫曲線選用鉻鉬鋼，在選材時(shí)，曲線溫度和曲線壓力取設(shè)計(jì)值加一定值。2） 酸性水環(huán)境可選用不銹鋼；3） 高溫轉(zhuǎn)化爐爐管選用Incoloy800、Incoloy800H、Incoloy825；4） 設(shè)備隔熱襯里在還原氣氛中必須能夠安全使用。3.8 烷基化裝置烷基化裝置由于硫酸法烷基化工藝基本淘汰，以下選材原則針對(duì)是氫氟酸法烷基化工藝。3.8.1 選材一般原則氫氟酸和碳鋼接觸可能導(dǎo)致氫鼓包，本裝置中不允許選用沸騰鋼和半鎮(zhèn)靜鋼，該裝置的主要工藝設(shè)備如反應(yīng)器、酸沉降器、酸冷卻器、主分餾塔等均可采用碳鋼制作。選用碳鋼材料可用控制碳當(dāng)量為判斷依據(jù)，推薦使用下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算碳鋼材料的碳當(dāng)量：碳當(dāng)量 = C% + (Mn%+P%)/6 0.43%式中：Mn含量最大為1.2%。如果碳當(dāng)量小于0.43%，則該材料可以在氫氟酸介質(zhì)中選用，否則不能選用。按照上述公式計(jì)算，20R、10號(hào)鋼、20g的碳當(dāng)量小于0.43%，可以在65以下氫氟酸介質(zhì)中使用，16MnR碳當(dāng)量大于0.43%，不能在65以下氫氟酸介質(zhì)中使用。使用的碳鋼板厚度大于19mm時(shí)必須符合下列條件之一：1) 要求逐張鋼板100%超聲波檢查，并符合ZBJ74003-88壓力容器超聲波探傷的規(guī)定中II級(jí)要求；2) 采用真空脫氣冶煉法；3) 控制硫含量小于0.01%（Wt），并推薦冶煉時(shí)使用形狀控制工藝。焊接材料選用主要考慮焊后焊縫硬度小于等于HB235。任意濃度的氫氟酸當(dāng)溫度大于71時(shí)，選用蒙乃爾合金。蒙乃爾合金雖然很耐氫氟酸腐蝕，但當(dāng)介質(zhì)中含有氧或存在鐵鹽、銅鹽等有害雜質(zhì)時(shí)，其耐蝕性有所下降。注意：本裝置中不能選用高鉻鋼和鉻鎳不銹鋼。因?yàn)檫@類鋼在濃度50%的氫氟酸中，具有嚴(yán)重的點(diǎn)蝕，鉻含量、鉬含量越高，腐蝕速度越快。3.8.2工藝管線對(duì)操作溫度低于或等于40的氫氟酸和小于等于100含氫氟酸烴類管線可使用碳鋼管線和管件，要求硅0.1%，碳含量不大于0.25%，其它任意濃度氫氟酸溫度低于或等于121的管線，選用蒙乃爾合金。3.8. 3 墊片選擇氫氟酸貯罐人孔墊片：采用蒙乃爾合金-聚四氟乙烯纏繞式墊片；其它人孔墊片：均應(yīng)采用布氏硬度小于HB90的工業(yè)純鐵；設(shè)備噴嘴墊片：不允許使用鐵皮包填料墊片，一律使用蒙乃爾合金-聚四氟乙烯纏繞式墊片。工藝管線墊片：操作溫度小于204，使用蒙乃爾合金-聚四氟乙烯纏繞式墊片；操作溫度大于204，使用蒙乃爾合金-膨脹石墨纏繞式墊片；不使用橡膠石棉或鐵包石棉墊片。3.8.4 螺栓和螺母氫氟酸或含氫氟酸烴類介質(zhì)，在法蘭連接處泄漏將使法蘭螺栓產(chǎn)生氫脆，所以連接螺栓不能使用碳素鋼，采用鉻鉬釩通絲或雙頭螺栓（ASTM A193. B-7），螺母可以采用碳鋼（ASTM A194. CL 2H）。3.8.5 主要設(shè)備選材酸再生塔：塔體、內(nèi)部擋板及進(jìn)出口管線均用蒙乃爾合金；酸蒸發(fā)器：U形、雙管板型，用蒙乃爾合金；主分餾塔：碳鋼；含酸氣體中和器：碳鋼，該設(shè)備主要是將本裝置中各處安全閥泄放的含酸氣體經(jīng)堿液中和后，通入煉廠火炬排放。由于原料中含有不凝氣，或者停工后大量排放，使氫氟酸大量進(jìn)入含酸氣體中和器，來不及中和，致使設(shè)備腐蝕。如果經(jīng)常發(fā)生，則需要將含酸氣體中和器上部筒體改用蒙乃爾合金材料。3.9 脫硫裝置脫硫裝置的目的是脫除干氣或液化石油氣中的酸性組分。脫硫劑一般使用乙醇胺（MEA）、二乙醇胺(DEA)或二異丙醇胺(DIPA)等，它們是一種弱的有機(jī)堿，堿度隨溫度的升高而減弱。在25-40時(shí)醇胺和酸性氣體H2S或CO2反應(yīng)生成胺鹽，起到吸收酸性氣體的目的，溫度升高到105以及更高時(shí)，胺鹽分解生成醇胺和酸性氣體H2S或CO2，因此醇胺可以循環(huán)使用。本裝置選材以碳鋼為主，在腐蝕嚴(yán)重部位考慮0Cr18Ni10Ti不銹鋼。對(duì)于使用乙醇胺系統(tǒng)，由于乙醇胺與銅形成絡(luò)合物，應(yīng)避免使用銅合金。薩菲諾爾系統(tǒng)（環(huán)丁砜、二異丙醇胺和水）中金屬壁溫超過110考慮使用0Cr18Ni10Ti不銹鋼。3.10 硫磺回收裝置由H2S回收硫磺的克勞斯裝置在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生了一系列不同的過程形式，無論哪種方式都是由燃燒爐、廢熱鍋爐，轉(zhuǎn)化器、冷凝器等一系列容器組成。