以石油煉廠廢氣、天然氣或石腦油作原料,通過一系列化學反應可以制取乙烯、丙烯、乙快等,進一步合成可以生產聚乙烯、聚苯乙烯、丙酮、丁二烯等。對于合成后的加工過程類似于化學工業,將接觸各類酸性介質,服役環境腐蝕性相當苛刻,并且介質條件變化幅度較大,所使用的材料范圍也較廣,涉及到不銹鋼、鐵鎳基耐蝕合金和鎳基耐蝕合金。

(1)乙烯生產

乙烯生產中的熱分解爐爐管主要使用0Cr25Ni20或高碳的25Cr-20Ni(HK40)離心鑄管,是針對高溫和高的蠕變斷裂強度所作出的選擇。管線采用Incolog800合金。在低溫條件下使用低溫鋼,僅在-100--175℃下使用0Cr18Ni9。

(2)乙炔

乙炔生產,因熱分解溫度在1100℃以上,故所使用的合金牌號高于乙烯生產所用牌號。

(3)其他加工過程

其他加工過程包括氧化、水合、脫氫、脫水、烴化、異性化等。將要接觸工藝過程相關的酸性介質,所使用的材料主要是0Cr17Ni14Mo2和00Cr17Ni14Mo2,Inconel600、Incoloy800,20號合金以及Hastelloy B、C、D等。這些工藝過程的工作條件見下表。在石油化工的工藝過程中某些工藝環節需使用硫酸、氫氟酸、磷酸、鹽酸等腐蝕性介質,根據酸的濃度,溫度的不同而使用不同的耐蝕材料。

一些石油化工過程的工作條件

工藝過程名稱 溫度,℃ 壓力,MPa
氧化 150-450 ≥1.9
水合 10-300 0.68-6.9
脫氫 350-700 0-0.15
脫水、烴化 250-275 1.4-6.2
異性化 370-540 1.4-1.5
氫混合、鹵化 30-500 0-0.34
氮化 30-500 0-0.19
重合 160-300 0-294

硫酸 在石油化工中使用的硫酸濃度范圍變化很大,溫度可達100℃左右,一些工藝環節使用硫酸的濃度和溫度條件見下表。可按化學工業硫酸工業中的材料使用原則進行選擇。

石油化工所使用的H2SO4

工藝環節 H2SO4 濃度 溫度,℃
用乙烯水制造乙醇或IPA 45%-98% 0-80
脫水制造乙醚 78%+H3PO4+HCI 128

磷酸 用于制造酒精、合成洗滌劑和界面活性劑,在60℃以下各種濃度、在沸點溫度30%以下各種濃度的H3PO4中使用0Cr18Ni9,在高溫高濃度H3PO4中使用00Cr17Ni14Mo2。

鹽酸 在石油化工中,從乙烯到乙醛的液相氧化,丙酮生產、異性化,氯化乙烯樹脂制造的鹵化工藝均使用鹽酸,在這種環境下,一般的不銹鋼是不耐蝕的。常常使用Ni-Mo和Ni-Cu合金或者使用非金屬材料襯里。僅僅在含空氣的稀鹽酸中使用0Cr17Ni12Mo鋼。

雙相不銹鋼在石油化工中已獲得成功應用,見下表:

雙相不銹鋼在石油化工工業中的典型應用

裝置名稱 材料 使用部位
聚氯乙烯(PVC)生產裝置 00Cr25Ni6.5Mo3.5CuN 汽提塔和熱交換器代替0Cr17Ni12Mo2和2205
聚乙烯生產裝置 00Cr25Ni7Mo3.5wCuN
(Zeron 100)
00Cr18Ni5Mo3Si2
氧氯化反應器,HCl冷卻器,氯乙烯塔氧氯化反應器,代替0Cr18Ni10Ti,5年未見SCC氯乙烯再沸器
甲醛合成反應器 00Cr18Ni5Mo3Si2
00Cr22Ni5Mo3N
小型反應器
大型反應器
物料/流出物熱交換器管路系統
中壓內蒸餾頂冷凝器
羰基合成醇反應器 00Cr22Ni5Mo3N 代替原有奧氏體不銹鋼制反應器(熱疲勞損害)預計壽命為15年
醋酸生產裝置 2507(00Cr25Ni7Mo4N) 耐MnCl2,MnAC(醋酸錳)觸媒醋酸的腐蝕
對二甲酸生產裝置 Zeron1002507 第一冷卻器觸媒再生設備
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