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    石油化工用不锈钢

    以石油炼厂废气、天然气或石脑油作原料,通过一系列化学反应可以制取乙烯、丙烯、乙快等,进一步合成可以生产聚乙烯、聚苯乙烯、丙酮、丁二烯等。对于合成后的加工过程类似于化学工业,将接触各类酸性介质,服役环境腐蚀性相当苛刻,并且介质条件变化幅度较大,所使用的材料范围也较广,涉及到不锈钢、铁镍基耐蚀合金和镍基耐蚀合金。

    (1)乙烯生产

    乙烯生产中的热分解炉炉管主要使用0Cr25Ni20或高碳的25Cr-20Ni(HK40)离心铸管,是针对高温和高的蠕变断裂强度所作出的选择。管线采用Incolog800合金。在低温条件下使用低温钢,仅在-100--175℃下使用0Cr18Ni9。

    (2)乙炔

    乙炔生产,因热分解温度在1100℃以上,故所使用的合金牌号高于乙烯生产所用牌号。

    (3)其他加工过程

    其他加工过程包括氧化、水合、脱氢、脱水、烃化、异性化等。将要接触工艺过程相关的酸性介质,所使用的材料主要是0Cr17Ni14Mo2和00Cr17Ni14Mo2,Inconel600、Incoloy800,20号合金以及Hastelloy B、C、D等。这些工艺过程的工作条件见下表。在石油化工的工艺过程中某些工艺环节需使用硫酸、氢氟酸、磷酸、盐酸等腐蚀性介质,根据酸的浓度,温度的不同而使用不同的耐蚀材料。

    一些石油化工过程的工作条件

    工艺过程名称温度,℃压力,MPa
    氧化150-450≥1.9
    水合10-3000.68-6.9
    脱氢350-7000-0.15
    脱水、烃化250-2751.4-6.2
    异性化370-5401.4-1.5
    氢混合、卤化30-5000-0.34
    氮化30-5000-0.19
    重合160-3000-294

    硫酸 在石油化工中使用的硫酸浓度范围变化很大,温度可达100℃左右,一些工艺环节使用硫酸的浓度和温度条件见下表。可按化学工业硫酸工业中的材料使用原则进行选择。

    石油化工所使用的H2SO4

    工艺环节H2SO4 浓度温度,℃
    用乙烯水制造乙醇或IPA45%-98%0-80
    脱水制造乙醚78%+H3PO4+HCI128

    磷酸 用于制造酒精、合成洗涤剂和界面活性剂,在60℃以下各种浓度、在沸点温度30%以下各种浓度的H3PO4中使用0Cr18Ni9,在高温高浓度H3PO4中使用00Cr17Ni14Mo2。

    盐酸 在石油化工中,从乙烯到乙醛的液相氧化,丙酮生产、异性化,氯化乙烯树脂制造的卤化工艺均使用盐酸,在这种环境下,一般的不锈钢是不耐蚀的。常常使用Ni-Mo和Ni-Cu合金或者使用非金属材料衬里。仅仅在含空气的稀盐酸中使用0Cr17Ni12Mo钢。

    双相不锈钢在石油化工中已获得成功应用,见下表:

    双相不锈钢在石油化工工业中的典型应用

    装置名称材料使用部位
    聚氯乙烯(PVC)生产装置00Cr25Ni6.5Mo3.5CuN汽提塔和热交换器代替0Cr17Ni12Mo2和2205
    聚乙烯生产装置00Cr25Ni7Mo3.5wCuN
    (Zeron 100)
    00Cr18Ni5Mo3Si2
    氧氯化反应器,HCl冷却器,氯乙烯塔氧氯化反应器,代替0Cr18Ni10Ti,5年未见SCC氯乙烯再沸器
    甲醛合成反应器00Cr18Ni5Mo3Si2
    00Cr22Ni5Mo3N
    小型反应器
    大型反应器
    物料/流出物热交换器管路系统
    中压内蒸馏顶冷凝器
    羰基合成醇反应器00Cr22Ni5Mo3N代替原有奥氏体不锈钢制反应器(热疲劳损害)预计寿命为15年
    醋酸生产装置2507(00Cr25Ni7Mo4N)耐MnCl2,MnAC(醋酸锰)触媒醋酸的腐蚀
    对二甲酸生产装置Zeron1002507第一冷却器触媒再生设备
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