美国防腐工程师协会(NACE)培训教材-07氢加工装置
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第七章 氢加工装置
学习目的
完成本章学习后,你将能够做到:
•用常用术语叙述氢加工装置的目的以及它们是如何工作的
•识别氢加工装置的主要类型并能够区分它们
•识别和讨论氢加工装置中导致这些装置腐蚀的工艺条件
•识别和讨论氢加工装置中常见的八种腐蚀类型
•识别可以用于减缓和防止氢加工装置腐蚀的技术
•识别和讨论有些装置发生的两种不同的材料性能退化机理
•识别可以用于减缓和避免材料性能退化的技术
•识别在氢加工装置中容易发生腐蚀的十一个部位适宜的结构材料
引言
当石油在炼厂加工装置中运转通过系统时,各种各样的杂质会使设备性能减退,甚至使成品油品质下降。
氢加工装置除去杂质从而改善了烃原料的品质,并把重质进料转化成附加值更高的轻烃产品。
在有催化剂的条件下,在高温高压富氢环境中,这些原料会发生化学反应。
氢加工装置的类型包括:
•加氢处理装置(包括加氢脱硫装置)– 除去硫和氮
•加氢裂化装置 – 把重质进料裂化成沸点较低的产品
•加氢反应器 – 把氢加到不饱和烃或贫氢烃中
•加氢精制装置 – 除去色素
在加氢处理装置里,硫和氮与氢反应生成硫化氢(H2S)和氨(NH3)。
这些化合物对各种类型的加氢处理装置的腐蚀和材料选择影响极大。
本章大部分内容就是识别在氢加工装置中发生的各种类型的腐蚀,并要针对这些腐蚀问题选择适宜的材料。
氢加工
最常见的两种氢加工装置是加氢处理装置和加氢裂化装置。
有时候这两种工艺过程合在一起,第一步(加氢处理)除去杂质,第二步作为加氢反应器或加氢裂化装置发挥作用。
从腐蚀而言,这两个步骤最重要的区别是,加氢处理装置的进料含有大量硫和氮,而第二步加氢裂化段没有这样的问题。
由于硫、氮、氨一般都会降低第二步中催化剂的活性,所以,在第一步加氢处理阶段要除去这些杂质中的绝大部分。
结果,与第一步加氢处理阶段或一步法氢加工过程相比较,第二步加氢裂化段的腐蚀问题小得多,所以很少考虑选用更高级别的材料。
一步法加氢裂化装置是个操作高度集中的处理过程,不仅要加氢处理,而且,要把重质烃转化成轻烃产品,并对转化后的烃加氢氢化。
加氢处理
进入炼厂装置的原料常含有大量硫化合物。
用加氢处理分解这些硫产品并把进料中的重分子裂化生成更轻的成品油是非常有效的。
实际除去的杂质量取决于进料和最终产品的技术规格。
图7.1所示是常用的加氢处理装置简化流程图。
反应器内有催化剂,一般操作压力42 kg/cm2至141 kg/cm2(600磅/平方英寸至 2000 磅/平方英寸),操作温度371°C至454°C(700°F 至850°F)。
把氢注入进料,进料在进出料换热器和加热炉里加热。
在反应器内,或者有时候在多台反应器内,硫和氮
化合物被转化成硫化氢和氨。
反应器流出流体经一系列换热器和空冷器被冷却,然后送进分离器。
通常,注入水来控制空冷器上游的积垢或腐蚀。
图7.1 加氢处理装置简化流程图
分离器排出气体是氢气、一些非常轻的烃气以及很大比例的硫化氢气体,这些气体通过压缩机循环返回进料。
通常在此点加入额外的氢。
分离器产生的液态烃通过一系列减压阀送进装置的分馏段。
反应器中生成的几乎全部氨都包含在分离器的水相中。
此水中溶解的硫化氢与氨结合生成硫氢铵(NH4HS)和无机盐,如氯化铵。
还会存在痕量的氰化物。
加氢裂化
加氢裂化是存在氢的情况下,靠催化剂裂解化合物的过程。
由于对中间馏分和燃烧干净的车用燃料的需求不断增长,促进炼厂通过加氢裂化或者两步法氢加工过程增加炼厂转化重烃为轻烃的能力。
加氢裂化过程的一大优点是不会产生许多渣油,如焦炭或焦油沥青。
一步法加氢裂化装置中,原料与氢混合,加热,再通过装有催化剂的反应器。
见图7.2。
然后,反应器流出物被冷却。
以氢气为主的气相再循环返回进料。
液态烃送往蒸馏段。
加氢裂化装置中,通常反应器压力从106 kg/cm2至211 kg/cm2(1500磅/平方英寸至3000磅/平方英寸),温度处于343°C至454°C(650°F至 850°F)的范围内。
氢加工的变异形式
有些装置与图7.1和图7.2所示的两种基本流程不同。
在有些减压残渣脱硫装置中,反应器流出物从反应器直接进入分离容器,只有很少一部分事先经过冷却。
热的蒸汽和液体流体分离后被分别冷却。
有些装置中另一个常见的工艺是用高压胺吸收塔除去循环氢流体里的硫化氢。
在这些另类流程中,蒸馏系统也有很大差别。
有些装置在分馏塔之前安排有硫化氢汽提塔。
结构配置的不同也影响到腐蚀问题,本章下文将详细叙述这个问题。
氢加工装置中常见的腐蚀类型
高温氢腐蚀
因为所有氢加工装置的反应器系统都涉及使用热的高压氢气,所以,选用结构材料能够耐受这些装置所处的操作条件下的氢腐蚀是非常重要的。
铬合金和钼合金能够减少高温氢腐蚀的潜在损害,因为它们生成碳化物的能力很强。
(参见第一章腐蚀与其他失效中有关高温氢腐蚀的更详细叙述)
当温度高于232°C(450°F)、氢的分压大于7 kg/cm2(100磅/平方英寸)时,氢能够造成碳钢和低合金钢发生氢腐蚀。
这样造成钢材脱碳,削弱了金属强度。
此外,在间隙中能够生成甲烷,造成裂纹、鼓泡或可能使材料失效。
在蒸馏系统内。
因为氢的分压低得多,所以,没有氢腐蚀的危险。
美国石油学会标准API 941《在石油炼厂和石油化工装置中高温高压氢系统中用的钢》(华盛顿特区,美国石油学会1997)是在氢中使用钢材的限制条件指南。
这已经包括在附录O中。
由于API 941标准曲线原先是G.A.纳尔逊的研究成果,所以,普遍称其为纳尔逊曲线。
根据获得的新数据,这些曲线会定期更新。
纳尔逊曲线图的横竖两轴分别代表氢的分压和操作温度,认为在指定材料曲线下方的面积是该种材料可以接受的操作条件。
当碳钢不能被接受时,就要提高材料等级,常用1-1/4 Cr-1/2 Mo和2-1/4 Cr-1 Mo合金。
在历史上,许多石油公司使用纳尔逊曲线选择材料时采用28°C(50°F)的安全系数,但反应器除外。
选择反应器材料时,一般采用14°C(25°F)安全系数,因为与炼厂其他设备的温度控制相比,需要更严密监测反应器的温度控制状况。
氢扩散通过表层材料而侵蚀到基底材料,因此,不管有什么表层材料,应当选择能够满足API 941标准要求的基底材料。
高温硫化物腐蚀(有氢存在)
加氢处理装置的进料一般都含有硫化合物(硫醇、硫化物、二硫化物、噻吩),在反应器条件下,它们被转化成硫化氢。
(参见第一章腐蚀和其他失效中有关高温硫化物腐蚀更详细的叙述)
氢加工装置中容易发生有氢存在的高温硫化氢腐蚀(H2-H2S)的区域是:
•氢混合点下游的反应器进料
•反应器
•反应器流出物
•循环氢气
这些区域包括构成这些系统的部件,如换热器、加热炉、分离器、管道等。
图7.3 碳钢的高温H2-H2S腐蚀
在高温下[>288°C(>550°F)],硫化氢与金属发生反应。
氢的存在一般会加快碳钢和低合金钢的硫化氢腐蚀速率。
根据图7.3所
示有名的库珀-戈曼曲线表达的数据,能够合理地估计金属在H2-H2S系统中的腐蚀速率。
在H2-H2S腐蚀条件下,炼厂已经发现含铬最多5%的合金的防腐性能并没有比碳钢改善多少。
含铬9%的合金改善效果也很小。
认为这两种合金在防腐方面都不太有效。
另一方面,含铬12%的合金能够耐受大多数硫化氢浓度范围,但是,如果铬的含量偏低或者使用条件太苛刻,腐蚀依然会发生的。
此外,含铬12%的合金不太常用,因为制造加工比较困难,而且可能发生885°F高温致脆。
万一预测到使用铬-钼合金或含铬12%的合金可以达到中等腐蚀速率,那么,炼厂可以从经济角度做出判断,提高材料等级,减少腐蚀产物的积垢或堵塞。
通常,需要采用奥氏体不锈钢(18% Cr),来满足防止腐蚀和堵塞的要求。
高温硫化氢腐蚀(没有或几乎没有氢存在)
在氢注入点上游的进料系统中,以及在已经分离出氢后的某些分馏段里,能够发生另一种形式的硫化氢腐蚀。
通常,温度高于260°C(500°F)时,发生这样的腐蚀,并且,此时氢的分压小于4 kg/cm2(< 50磅/平方英寸)。
根据这种特殊的腐蚀机理,合金的耐蚀性能与其铬含量成正比。
含铬量中等的合金比碳钢有更好的防腐效果。
当温度高于260°C(500°F)时,常用的较高等级的合金是5 Cr、9 Cr、12 Cr 或300系列不锈钢。
12 Cr合金,如405和410S不锈钢,只能用来制造较薄的部件,如包覆材料、塔盘、细管等。
如果部件截面比较厚,这种材料很难加工。
可以利用的公开发表的腐蚀速率数据还不足以应对氢加工装置分馏段遇到的硫化氢腐蚀问题。
但是,麦克诺美曲线是适合氢注入点上游进料区域最常用的公开发表的资料。
这些曲线是根据原油蒸馏装置和氢加工装置进料加热炉管现场数据和实验室试验结果绘制出来的。
由于对某些用途这些曲线的考证过于保守,一组修正的麦克诺美曲线把预测的腐蚀速率减少了约 2.5。
这些修正的曲线广泛用于原油蒸馏装置、焦化装置、流化催化裂化装置,以及氢注入点上游的氢加工进料系统。
尽管这些修正的曲线对上述列出的用途依然有些保守,但是,用它们预测某些氢加工装置分馏段的低浓度、高温硫化氢腐蚀时不太准确。
认为预测不准确的一个原因是这些曲线的数据来源是反映了范围很宽的硫品种,而其中有的有腐蚀性,有的却没有腐蚀性。
无论如何,氢加工装置分馏塔进料里的总硫含量几乎是完全有腐蚀性的。
这些区域的材料选择主要根据类似装置的现场经验。
环烷酸腐蚀
假如进料里含有高浓度的环烷酸,那么,在热的进料管道和设备中,环烷酸腐蚀会成为一个问题。
进料的环烷酸浓度用总酸中和值(TAN或中和值)表示,这是用ASTM标准试验方法D664或D974测定的。
重要的是,在进行环烷酸测试前,要把进料中的硫化氢和硫醇除去。
在某些高酸浓度下(中和值 > 1.5)和高于232°C(>450°F)的温度下,碳钢、铬-钼钢和某些300系列不锈钢能够发生加速腐蚀。
把材料等级提高到316L不锈钢或其他高钼合金(钼含量>2%至3%),能够帮助增强合金抗环烷酸腐蚀的能力。
大多数容易发生环烷酸腐蚀的部件在氢混合点的上游,并且操作温度在232°C至288°C(450°F至550°F)的范围。
存在湍流或有高速流动的地方特别容易发生环烷酸腐蚀。
在氢混合点的下游、在反应器进料管道、加热炉管和换热器管里,都没有发生环烷酸腐蚀的报告。
中试装置数据已经表明,在第一个反应器里,大部分环烷酸已经被破坏了。
因此,在此反应器下游,不需要为防止环烷酸腐蚀考虑选择什么特殊材料。
硫氢铵腐蚀
硫氢铵(NH4HS)是氨和硫化氢气体的反应产物。
当反应器流出物冷却下来时,固体硫氢铵就会从蒸汽相里结晶出来,堵塞换热器管,造成垢下腐蚀。
普遍的做法是在流出物空冷器之前注入水,来溶解硫氢铵,防止它们沉积。
可惜,硫氢铵溶液具有很强的腐蚀性,导致碳钢管迅速腐蚀。
在工艺流体中存在的少量氰化物、氧或氯化铵会进一步加剧硫氢铵腐蚀。
在建造新装置选择材料时,有些炼厂采用Kp系数(R.L. Piehl 推导出的)。
这个Kp系数是氨的摩尔百分数乘以进入反应器流出物冷却器的“干”流体中硫化氢的摩尔百分数。
根据这个系数,确定需要采用合金空冷器。
硫氢铵腐蚀速率的增加与其浓度有关。
建议分离器水里的硫氢铵浓度限制在2%至10%的范围里。
有时候,调整水的注入流量能够控制硫氢铵的浓度。
优化水的注入流量是控制硫氢铵腐蚀的关键。
水的流量应尽量高些,这样有25%或更多的水保持不会蒸发。
此外,硫氢铵的含量应处于理想的限制范围内,过程流速应控制在规定限度以内。
硫氢铵腐蚀对流速很敏感。
当流速大于 6 m/s(20英尺/秒)时,碳钢管容易发生严重的冲蚀,除非工艺流体里的氨和硫化氢含量非常低。
因此,采用碳钢管的空冷器应当维持最大流速在 6 m/s (20英尺/秒)以内。
入口和出口管的管端都可以采用不锈钢管箍,并带有锥形管端。
对合金管,流速上限可以上升到9 m/s(30英尺/秒)。
硫氢铵腐蚀的另一个因素是存在氧,其能够导致快速腐蚀或积垢。
注入的水应不含氧,含氧量应小于15 ppb至50 ppb。
经常对注入的水进行测试能够检测出任何氧污染问题,包括周期性出现的含氧量峰值。
通过分析换热器中的腐蚀产物,也能够检测出氧污染问题。
通常,许多腐蚀因素是互相关联的。
假如所有其他因素都处于控制之下,也许可以允许某一因素超过推荐限值。
但是,仅仅氧污染问题这一个因素就能够立刻造成严重的腐蚀问题。
蒸汽相、液态烃相和水相的良好流动分布对防止腐蚀是很重要的。
采取以下措施能够加强良好的流动分布:
•入口与出口管汇的平衡设计
•保持足够高的流体流速以消除相分离
当空冷器中的流速小于3 m/s(< 10英尺/秒)时,就有发生相分离和沉积与垢下腐蚀的危险。
冷却器里积垢会扰乱正常的流动,导致腐蚀的发生。
良好的水分布能够消除冷却器中污垢的聚集。
因此,许多装置在每组入口处有注入点。
从设计上就能够防止工艺装置设备发生硫氢铵腐蚀。
例如:
•把联管箱安排在空冷式换热器的两端
•联管箱的位置要方便管子的清洗
•避免使用U形管,因为容易发生冲蚀
氯化物应力腐蚀开裂
存在以下条件时,奥氏体钢能够发生氯化物应力腐蚀开裂:
•液体水温>60°C (>140°F)
•氯化物,特别是浓度很高时
•张应力
在装置进料中会存在氯化物,当氢来自催化重整装置时,在补充氢里也会存在氯化物。
这造成反应器下游换热器里发生氯化铵沉积。
在这样的环境中,可以采用奥氏体300系列不锈钢制造进出料换热器。
这些换热器太热而无法生成大量盐,任何积聚的盐分都会干掉。
但是,在温度较低的换热器里,不推荐采用300系列不锈钢,因为有发生氯化物应力腐蚀开裂的危险。
投产后常发生的失效事故
许多炼厂的不锈钢排水管线发生过氯化物应力腐蚀开裂,这些排水管是反应器进料和流出物管线的支管。
一般装置检修后重新投产不久就会发生这些失效事故。
在停工冲洗阶段,或在管道暴露在大气中时,含有氯化物的水会聚集在管线中。
重新投产后,当支管里的温度升到超过60°C
用于防止连多硫酸的不锈钢
各种不锈钢能够用来防止连多硫酸应力腐蚀开裂。
下表已经列出这些不锈钢,以及避免敏化的推荐限值。
•304或316不锈钢 – 只用在非焊接的或者未经热处理的部件,并且操作和再生温度低于371°C至399°C(700°F至
750°F)。
•304L或316L不锈钢 – 用于焊接的或者经过热处理的部件,并且最高操作温度为371°C至399°C(700°F至
750°F)。
•321不锈钢 – 可以用于焊接的或者经过热处理的部件,并且最高操作温度为416°C(780°F)。
•347不锈钢 – 可以用于焊接的或者经过热处理的部件,并且最高操作温度为454°C(850°F)。
•氢氟酸改性不锈钢 – 考虑用于防止发生连多硫酸应力腐蚀开裂,并且用于最高操作温度454°C(850°F)的管道。
近
几年已有报告,暴露在低于371°C(700°F)的操作条件
下,却发生了开裂事故。
防止连多硫酸应力腐蚀开裂的其他方法
用于减缓连多硫酸应力腐蚀开裂的其他方法涉及消除连多硫酸的生成。
这些方法包括:
•炼厂检修期间,为防止设备和管道暴露在空气和水分中,设备和管道采用充氮保护
•使金属保持高于露点
•用纯碱溶液洗涤
用纯碱溶液洗涤后,会在金属表面留下一层碱性膜。
附录P是NACE标准RP0170(最新版)《在炼厂设备停工期间防止奥氏体不锈钢和其他奥氏体合金发生连多硫酸应力腐蚀开裂》(得克萨斯州休斯顿NACE),叙述了用纯碱溶液洗涤的具体步骤。
湿硫化氢开裂
在氢加工装置内,能够发生各种形式的湿硫化氢开裂,如:
•硫化物应力开裂(SSC)
•氢致开裂(HIC)
•应力定向氢致开裂(SOHIC).
当钢材暴露在含有大约50 ppm或更多硫化氢的液体水时,就会发生这些类型的开裂。
通常是在发生湿硫化氢腐蚀,产生氢(Fe + H2S ∏ FeS + 2H)后出现的开裂。
氢能够渗透进入金属。
正如上文叙述过的,游离氰化物能够剥去可能形成的FeS保护膜,增加氢渗透的严重性。
硫化物应力开裂(SSC)
硫化物应力开裂(SCC)主要发生在高强度的铁素体或马氏体钢上。
一般屈服强度超过621 N/mm2(90,000磅/平方英寸)时,或者硬度大于洛氏C硬度(R c)20至22时,钢材就会发生开裂。
当液体水和硫化氢同时存在时就能够发生这样的问题,但是,即使只有薄薄的一层冷凝水膜,这点水就足以使钢材发生开裂了。
阀杆和阀芯发生开裂事故是加氢处理装置中最常见的硫化物开裂问题。
用普通400系列不锈钢(12% Cr至13% Cr)制造的阀芯材料特别容易发生这种开裂事故。
在反应器流出物系统中,包括流出物空冷器和分离器区域,这些部位最常发生硫化物开裂,因为充分冷却后就形成了液体水。
也有报告,在循环氢系统中和在有些蒸馏装置塔顶系统中,也发生了硫化物应力开裂。
由于奥氏体不锈钢最能耐受硫化物应力开裂,所以,解决阀芯硫化物开裂的常用方法是使用18 Cr-8 Ni不锈钢。
其他方案包括使用以下材料:
•已经证实12 Cr阀芯符合NACE标准MR0175(最新版)《适合油田设备使用的耐受硫化物应力开裂的金属材料》
(得克萨斯州休斯顿NACE)的要求。
附录T是NACE标
准MR0175。
•特别在湿硫化氢使用条件下,泄压阀的阀芯采用表面硬化的合金。
•阀杆采用ASTM A638标准 600等级沉淀硬化不锈钢。
600等级不锈钢的最大硬度为35 R c。
离心式循环气体压缩机的转子材料常用4330钢和4140钢,它们非常容易发生硫化物应力开裂。
因此,加氢处理装置循环氢气用的压缩机,需要采用屈服强度小于621 N/mm2(< 90,000磅/平方英寸)且硬度小于22 R c的合金制造。
硬焊件也容易发生硫化物应力开裂,应当按照NACE标准RP0472(最新版)《在腐蚀性石油炼制环境中防止碳钢焊件使用中发生环境开裂的方法与控制措施》(得克萨斯州休斯顿NACE)实施焊接。
附录G有此标准。
在大多数湿的含硫使用条件下,应当按照此标准限制焊缝熔敷和热影响区的硬度。
碳钢的焊接程序应当确保不超过220 HB的焊接硬度限制。
对低合金钢,推荐的最大允许焊接硬度是225 HB。
氢致开裂(HIC)和应力定向氢致开裂(SOHIC)
上文已经提及,钢在湿硫化氢环境中腐蚀时,氢能够渗透进入钢材。
原子氢聚集在表面以下的夹层,特别是聚集在非金属的夹杂物处,反应生成分子氢,造成钢材内部出现鼓泡和开裂。
分子氢无法扩散进入金属结构,所以保留成鼓泡状。
钢材的杂质越多(含硫高),越容易发生氢致开裂(HIC)和应力定向氢致开裂(SOHIC),因为钢材内有许多非金属夹杂物。
与硫化物应力开裂不同,在各种软质材料里也会发生氢致开裂和应力定向氢致开裂。
还没有一种单一的非常明确的方法可以用来防止氢致开裂和应力定向氢致开裂。
但是,容器经过焊后热处理后,应力定向氢致开裂问题确实明显减少了。
因为焊后热处理几乎能够消除硫化物应力开裂的危险,所以,大多数炼厂现在规定在硫化氢中使用的设备都要进行焊后热处理。
在焊后热处理之后,再进行100%湿荧光磁粉检测(WFMT),现在这种做法也已普遍采用。
至今没有使用无缝的ASTM A106标准B级管道发生应力定向氢致开裂的报告,但是
极端苛刻的使用条件除外。
因此,许多炼厂不要求对这样的产品进行焊后热处理。
最近已经出现许多抗氢致开裂的低杂质钢材。
但是它们价格昂贵,并且许多并没有达到预期的成功程度。
大多数炼厂现在只在最苛刻的使用条件下最关键的设备才选用这些钢材,如用于流出物空冷器集管箱以及用于分离器。
炼油行业已经普遍尝试用防腐涂料,但成功程度不尽相同。
使用304L或316L这样的不锈钢包覆是避免湿硫化氢开裂最可靠的方法,但是,这种产品也是很贵的。
对被包覆的基底金属没有什么额外要求,完全包覆的容器也不需要进行焊后热处理,除非法规另有要求。
材料性能退化机理
氢加工装置常见的材料性能退化机理包括回火致脆和氢脆。
回火致脆
许多在高于360°C(680°F)运转末期温度下操作的加氢处理装置反应器,会在使用中发生回火致脆。
(参见第一章腐蚀与其他失效中有关回火致脆的详细叙述)
如果铬-钼钢,特别是2-1/4 Cr-1 Mo钢,长时间在360°C至566°C(680°F至1050°F)的温度下加热时,就会发生回火致脆。
总的说来,脆变涉及到钢的晶界里逐步积聚起来的外来元素,如锑、锡、砷、磷。
发生脆变时,这种钢的延脆转变温度明显升高。
延脆转变温度的定义是,低于此温度时裂缝会迅速发展造成瞬间灾难性破坏,而高于此温度时靠材料的基本韧性使裂缝不再发展。
为了避免反应器在脆变温度范围里操作时突然发生脆断,在低于延脆转变温度操作时,要使反应器维持很低的压力。
一般来讲,此低压的概念就是小于反应器设计压力的25%。
假如应力能够保持在小于该材料的屈服强度的20%,那么,可以认为脆断是不可能发生的。
每台反应器会受到各种独特因素的影响,必须分别针对具体情况予以纠正。
目前,在建造新的反应器时,需要采用“超净”钢材,并要仔细筛选所用材料,消除回火致脆。
为防止加氢处理装置反应
器中因为回火致脆造成的事故,重要的是要保持压力限制条件和维持最小保压温度(MPT)。
氢脆
在氢加工装置的反应器里,氢脆是个常要关注的问题,因为溶解氢的浓度很高,装置在要求的高温和氢分压下操作时,氢会在容器壁内聚集。
假如反应器壁有足够厚度,并且停工时能够迅速冷却,那么,在冷却过程中,溶解的氢就没有机会从金属里释放出来。
假如冷却后有大量溶解氢留在钢内,材料的机械特性就会暂时受到影响。
这样的机械特性的退化叫做氢脆。
只有当氢留在钢里时才会有发生氢脆的条件,并且,假如允许氢释放出,那么,钢会重新恢复其原有的特性。
即使金属里可能有氢,只有在低于149°C(300°F)的温度下,才会发生氢脆。
当反应器从使用系统中移出时,常需要特别的冷却程序,目的是在反应器冷却到低于149°C(300°F)的温度之前,能够使大量氢从金属里扩散出来。
认为冷却速率28°C/hr至56°C/hr(50°F/hr 至100°F/hr)可以提供足够的时间进行排气。
氢使用条件下的厚壁反应器特别容易发生这样的问题,因此,在初始建造和炼厂检修期间,要特别仔细进行检查,防止存在已有裂缝,因为氢脆会使这些裂缝扩大。
材料的选择
选择材料时,需要考虑到设备或管道在氢加工装置中的具体位置。
反应器回路–概述
加氢处理装置的反应器回路、一步法加氢裂化装置或两级装置的第一级用的结构材料必须耐受以下各种形式的腐蚀:
•高温氢腐蚀
•高温硫化氢腐蚀
•硫氢铵水溶性腐蚀。