某公司催化裝置分餾塔頂循換熱器（以下簡稱換熱器）殼程物料為頂循油，殼程采用16MnR鋼制造；管程物料為除鹽水，管束采用10號鋼制造。自2003年7月投入使用至今，換熱器頻繁發(fā)生腐蝕泄漏，已報廢8臺內芯，2012年4月和9月，E-203/1.2和E-203/3.4號管束又因嚴重腐蝕而分別發(fā)生泄漏，嚴重影響正常生產?；诖?，本工作對頂循換熱器的腐蝕原因進行了分析，并提出了相應的防護建議。

一、理化檢驗

1、腐蝕形貌

由圖1和圖2可見，換熱器導流筒表面及管束間附著有一層厚厚的黑色污垢，清除污垢后發(fā)現(xiàn)管束外表面附著有黃褐色的腐蝕產物，清除腐蝕產物后發(fā)現(xiàn)管束外表面布滿了大小不一、深淺不同的開放型腐蝕坑。

圖1 換熱器宏觀形貌

圖2 管束去除腐蝕產物前后的宏觀腐蝕形貌

2、腐蝕產物能譜分析

取管束外表面的腐蝕產物進行了能譜分析（EDS）。結果表明：腐蝕產物主要以Fe、O為主，并含有一定量的Cl和S元素。

3、泄漏物成分分析

換熱器共有4臺，2組并聯(lián)，每組2臺串聯(lián)，開一組，備一組，備用的1組換熱器用盲板隔離。在運行過程中發(fā)現(xiàn)，換熱器殼程入口盲板處有滴漏，滴漏物呈鐘乳石狀，其形貌見圖3。采集該鐘乳石狀泄漏物，并對其進行了X射線衍射分析。結果表明，泄漏物主要成分為氯化銨。

圖3 滴漏物宏觀形貌

二、腐蝕原因分析

通常認為催化裝置分餾塔低溫部位主要發(fā)生HCl＋H2S＋NH3＋CO2＋HCN＋H2O型腐蝕，該腐蝕體系容易產生疏松垢層，易脫落在塔內堆積。H2S主要來源于原料油中含硫化合物（如硫醚、環(huán)硫醚、噻吩等）的熱分解；NH3和HCN則來源于原料油中氮化物的熱分解，一般認為，約有15％（質量分數(shù)，下同）氮化物轉化成了NH3，1％～2％氮化物轉化成了HCN；HCl則主要來源于原料油中的無機鹽類和有機氯化物；而CO2則由干氣帶入。本工作中，換熱器殼程入口溫度約為130℃，而H2S、NH3、CO2和HCN等的沸點都非常低，且高溫時，它們在水中的溶解度很低，因此，它們主要進入了塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)。

測量結果表明，H2S、NH3、CO2和HCN等在頂循環(huán)系統(tǒng)冷凝水中的含量很低（溫度高100℃時HCN在水中溶解度為零），因此，頂循換熱器管束外表面的腐蝕不是由H2S＋NH3＋CO2＋HCN＋H2O腐蝕造成的。

換熱器殼程泄漏物主要成分為氯化銨，說明頂循換熱器管束外表面的腐蝕主要與氯化銨有關。

表1為該催化裝置加工原料的基本性質。

表1 催化裝置加工原料油（混合原料）基本性質

由表1可見，該催化裝置加工原料屬低硫、低酸原料，但其加工原料中氮含量較高（一般認為氮含量高于0.1％就屬高氮原料）。

由于原料氮含量較高，經(jīng)過裂化反應后，生成的NH3較多，當NH3和HCl在高溫相遇時會生成NH4Cl，生成的NH4Cl會隨油氣上升，在上升過程中溫度逐漸降低，當途徑分餾塔頂循抽出塔盤（溫度約為130℃）時便凝結形成了氯化銨鹽結晶，從而形成NH4Cl腐蝕環(huán)境。NH4Cl溶液對碳鋼的腐蝕速率超過2.5mm/a，頂循換熱器的材料為10號鋼，因此，頂循換熱器的腐蝕主要是由NH4Cl腐蝕造成的。

三、防腐蝕措施及效果

1、防腐蝕措施

2、防腐蝕效果

四、夢能服務與支持

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