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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
一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、氮化合物转换为烃、硫化氢、水和氨，不饱和烯烃发生饱和反应，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，避免闪蒸现象的发生（设计中预蒸发器是带有外导流筒的立式固定管板换热器，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，使蚀孔加速扩大、加深，造成严重腐蚀。
三、预蒸发器的H2S-NH3-H20腐蚀
1.H2S-NH3—H20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----NH4HS。NH4HS的升华温度约为120℃，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NH4HS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。此腐蚀发生的温度范围在38- 204℃：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角的部位（如管束入口或转弯等部 位）。
2.影响H2S-NH3-H2O型腐蚀的主要因素
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，如氰化物的存在，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，非由某个或几个参数所能确定的，有时要同时采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4.6-6.1m/s范围内。
（3）尽力减少如氰化物、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（C≤ 0.03%）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℃，急冷）。
（6）使用上的措施主要是缓和环境条件。在装置停工时，采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）
关键词： 苯加氢；预蒸发器；腐蚀；防护措施
一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、氮化合物转换为烃、硫化氢、水和氨，不饱和烯烃发生饱和反应，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，避免闪蒸现象的发生（设计中预蒸发器是带有外导流筒的立式固定管板换热器，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，使蚀孔加速扩大、加深，造成严重腐蚀。
三、预蒸发器的H2S-NH3-H20腐蚀
1.H2S-NH3—H20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----NH4HS。NH4HS的升华温度约为120℃，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NH4HS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。此腐蚀发生的温度范围在38- 204℃：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角的部位（如管束入口或转弯等部 位）。
2.影响H2S-NH3-H2O型腐蚀的主要因素
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，如氰化物的存在，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，非由某个或几个参数所能确定的，有时要同时采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4.6-6.1m/s范围内。
（3）尽力减少如氰化物、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（C≤ 0.03%）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℃，急冷）。
（6）使用上的措施主要是缓和环境条件。在装置停工时，采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）