摘要：根据催化重整工艺的特性，分析了重整进料预处理管道的腐蚀特性，并将腐蚀分为湿式H2 S腐蚀和低温腐蚀，高温场所的HCL腐蚀和H2和H2S腐蚀系统。同时，讨论了在这两个不同腐蚀位置下管道材料的选择，并提出了对低温和湿H2 S耐腐蚀材料以及典型的高温H2耐腐蚀材料的具体要求。
关键词：催化重整；加氢管道；腐蚀与选材
随着对高辛烷值汽油的需求持续增长，作为炼油厂生产高辛烷值汽油和芳烃的主要装置，催化重整装置已成为炼油厂重要的加工设备之一。由于国内炼油厂加工的含硫原油数量增加，原油中硫化物和各种添加剂造成的腐蚀已成为影响原油产量的重要因素，导致催化重整装置不能长期进行工作，容易出现安全问题。因此，对进行管道防腐保护是减少设备腐蚀的基础工作。
1腐蚀介质
重整装置的原料主要是从常压装置获得的原油，在部分氢化的局部腐蚀中，HCL和H2S是最重要的腐蚀介质，一方面，在原油蒸馏过程中，一部分由无机盐水分解产生的HCL被带入轻质汽油，添加的各种添加剂中有许多是有机氯化合物，这些有机氯化合物在常压处理和真空处理过程中不容易去除，在氢化条件下的二次加工过程中形成了HCL。
2腐蚀类型
2.1低温腐蚀
2.1.1湿H2S腐蚀
湿H2S腐蚀破坏环境所需的条件之一是液相水的存在。在湿H2S环境中，材料腐蚀的主要类型是氢致裂纹和硫应力腐蚀。
（1）氢原子渗透到金属材料的内部，遇到裂纹，夹杂物，气孔和其他空隙时，它们会聚集并结合形成氢分子，从而产生很高的内部氢气压力。该压力将导致原始的微观缺陷扩大，如果内部材料缺陷向钢表面传播，则会出现氢气泡。在某些情况下，相邻的气泡深度略有不同，并且彼此连接形成裂纹，即氢致裂纹。
（2）硫应力腐蚀开裂是指在湿硫化氢环境中，在腐蚀性环境和拉伸应力共同作用下的金属开裂。通常裂纹的方向垂直于应力的方向。硫应力腐蚀开裂是氢引起的应力开裂的一种形式，它是由硫化物腐蚀过程中金属表面上产生的氢原子的吸附引起的。
2.1.2 HCL腐蚀
在低温下，由于水蒸气的冷凝和HCL在冷凝水中的溶解，会形成强酸腐蚀。此外，H2S还可以部分溶解在冷凝水中，这对盐酸的腐蚀产生协同作用。低温部位的主要腐蚀反应是盐酸和FeS的反应，这会破坏在钢表面形成的FeS保护膜并释放出H2S并继续引起腐蚀。
在各种炼油厂的重整装置中，腐蚀已发生过很多次，从工艺管道的腐蚀角度来看，，主要集中在反应产品，空气冷却器，油气分离器和氢气压缩机分离罐上，空气冷却器中的H2S含量非常高，从提升塔回流罐顶部排出的燃料气体中H2S的体积分数可以达到1％以上。
2.2高温腐蚀
2.2.1 高温H2腐蚀
通常情况下，当钢材的工作温度高于200时，氢将与钢材中的挥发性碳化物发生化学反应而生成甲烷。该反应发生在钢材表面，称为表面脱碳，如果发生在钢材内部，则称为内部脱碳。
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2.2.2高温H2S腐蚀
高温H2S对石油精炼设备和管道具有极强的腐蚀性，其核心是具有腐蚀性的硫基硫化氢，首先是硫化氢直接作用于碳钢表面并引起腐蚀，在375℃ 至425℃ 的高温下，腐蚀最严重。
在氢气环境中，高温的H2 / H2S腐蚀系统比对纯氢的损害和对纯硫化氢的腐蚀更为严重，这是因为氢和硫化氢共同对钢材产生腐蚀性，氢腐蚀除去了钢材中碳元素释放了铁元素，并加速了硫化氢对铁的腐蚀。
3催化重整装置腐蚀防护及选材
3.1增加脱氯工艺
根据工艺流程分析，循环氢中的HCL，NH3，H2S主要来自预加氢。在催化剂的作用下，将重整的预氢化原料进行氢化，脱氧、还原，同时氯也已被去除。在氢化液体分离器中进行油水分离，并以氢化循环氢的形式填充分离器的顶部气体。可以看出，随着重整原料在氢化之前通过反应器，会有更多的腐蚀剂，例如HCL，NH3，H2S，H2O等，与残留的氢一起被吸收到氢化系统中。因此，为了防止氢化前的系统换热设备中的HCL腐蚀，有必要除去循环氢和预加氢产物中的HCL。在原料通过预氢化反应器进行氢化后，添加高温储存器，以使氢化反应后形成的HCL使用脱氯罐进行脱氯处理。
3.2改变循环氢的性质
根据原料中的硫和氮含量，已采取适当的技术措施以减少循环氢的形成。当将重整的氢用作补充氢时，由于重整过程使用氯填充技术来维持催化剂活性，因此不可避免地会将氯离子掺入重整的氢气中。因此，将额外的氢气重整为氢气时，其含量要严格控制，通过使额外的氢经过碱性储水器后进入循环氢中，HCL和H2S会中和掉，从而降低了循环氢盐酸的腐蚀性并减少了结晶体的产生。
3.3正确选择设备材质
由于腐蚀是由HCL，H2S引起的，因此对CL高度敏感的不锈钢18-8不能用作E-103/3.4管包装材料。根据数据，在不锈钢中添加适量的Si和Mo可以提高应力腐蚀的能力，特别是对于因抗蚀而引起的应力腐蚀。对于应力腐蚀，优选低碳，稳定的材料。对于氯化物，低碳和低氮的高应力腐蚀，使用高铬铁。但是，高铬铁素体铁素体晶粒大，并且韧性和焊接性差。因此，适用于该部件的材料是硅树脂，铝，高铬和不锈钢低双镍材质。双相不锈钢不仅具有奥氏体的优点，降低了高铬铁素体的脆性，防止晶粒长大，提高了铁素体的韧性和焊接性，而且还防止了奥氏体裂纹的扩展和改善，提高奥氏体屈服极限的优点，所以说选择双相不锈钢可以很好的提高炼厂催化重整装置的防腐性能。
4结束语
催化重整预加氢部分的高低温腐蚀机理不尽相同，这些腐蚀若不加以控制，会严重影响到装置的长周期运转。因此，采取工艺防腐蚀措施的同时，合理选择管道材料，以减缓装置的腐蚀。合理的选材可以帮炼厂催化重整装置的长期使用，没有在出现腐蚀严重的情况，并且安全系数非常高，所以炼油厂应该在催化重整装置方面应该注重研究，这样才能提升炼油厂的经济效益。
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论文作者:李冠利
论文发表刊物:《文化时代》2020年2期
论文发表时间:2020/4/30