加氢反应器是加氢裂化装置的核心设备,它操作于高温、高压、临氢(含H2S)环境下,且进入反应器内的物料中往往含有硫和氮等杂质。由于加氢反应器使用条件苛刻,在反应器的发展历史上主要围绕提高反应器使用的安全性。所以无论是设计还是制造,除了需要强调使用性能外,还必须强调其安全性能。
加氢反应器在设计上需要注意:
1、高温氢腐蚀
1)在选材上。
a正确选择能抵抗氢腐蚀的材料,严格以最新版的纳尔逊曲线为依据;
b尽量减少钢材中对氢腐蚀不利影响的杂质元素(如Sn、Sb);
c主材应采用正火(允许加速冷却)+回火的处理制度,不允许淬火。
2)在热处理上。设备必须进行焊后热处理。
3)在操作指导上。
a严格禁止设备超温;
b控制外加应力水平(不要急剧升温或者降温,升压或者降压)。
2、氢脆
1)氢脆的敏感性一般是随钢材强度的提高而增加;钢材强度不要超过设计规定值。且要注意降低焊接热影响区的硬度,所以设计文件应该规定焊缝及其热影响区的硬度。
2)钢的显微组织对氢脆有影响,通过无损检测消除宏观缺陷。
3)残余应力对氢脆有影响,通过热处理消除残余应力。
3、高温H2S腐蚀
内壁堆焊TP309L+TP347奥氏体不锈钢(奥氏体不锈钢抵抗高温H2S腐蚀能力很强)。
4、连多硫酸应力腐蚀开裂
1)选用超低碳或稳定型的不锈钢,如Tp321、Tp347。
2)结构设计上应尽量避免有应力集中的结构。
5、铬钼(Cr-Mo)钢的回火脆性
设计时严格控制材料化学成分中的杂质元素(如P、Sn、As、Sb)和某些合金元素(如Si、Mn等)
6、奥氏体不锈钢堆焊层的剥离
从材质上加以改进,例如降低Cr-Mo钢母材中的C含量,而通过添加V等能弥补由于C量的降低可能影响强度下降的元素,控制Tp.347堆焊金属中的Nb的适当含量等等;