裂解汽油加氢反应器泡罩开裂原因研究

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　　摘 要：通过对裂解汽油加氢反应器泡开裂的主要原因进行了分析，通过对设备的具体腐蚀状况进行了检测，从设备本身的材料工艺以及产生腐蚀的原因等多个方面进行了考虑，对泡罩产生开裂的问题进行了详细的探讨。通过对泡罩开裂和未开裂泡的外观进行对比，从开裂泡罩的材質构成以及材质检测等来进行判断，有效给出了预防泡罩开裂的有效建议。
　　关键词：裂解汽油；加氢反应；开裂原因
　　在裂解汽油加氢反应设备当中，泡作为加氢反应设备当中重要的构成环节，对推动气体和液体两相物质混合，并且充分的融合到催化剂床层当中有着非常重要的作用。我国某石化单位针对裂解汽油加氢反应设备，在停工检测过程当中发现了其中存在一段加氢反应器内部的分布设备上泡罩产生了局部开裂的问题，这一问题直接影响到了整个加氢反应器的稳定工作，为了有效防止这种问题反复产生充分保证加氢反应器在运行工作当中的安全性和稳定性，对泡罩开裂的主要原因以及预防措施实施了详细的研究和探讨。
　　1 裂解汽油加氢反应器泡罩失效问题分析
　　1.1 表面宏观检查
　　通过对加氢反应器，泡罩开裂问题的表面进行检查，其中存在一部分的泡罩，在表层上附着一层黑色的物质。加氢反应器泡产生开裂的形式，主要是通过泡罩的外壁慢慢向内壁进行延伸，裂纹相对比较平滑，同时分叉较少，基本上从泡罩加工缺的缺口上和泡罩底部的圆弧部分开始产生开裂，朝着泡罩顶部形成一种纵向的延伸。表面开裂的宽度由底到上逐渐增大，同时外表面的裂纹已经慢慢扩展到了，顶部裂纹的形式不断向外张开。通过观察之后可以看出泡罩表面存在在明显的冷拉伸所产生的收缩变形的情况，同时裂纹开裂的部分和表面产生形变拉伸有着直接的关系。为了有效观察泡罩在开裂部分的应力状态，对没有开裂的泡罩进行了切割操作，通过切割之后的泡罩在外部顶端会朝着外面大幅度伸张，通过这种现象可以看出泡罩产生裂缝的问题，很可能是因为本身所产生的较大应力所造成。泡罩开裂的实际状态以及表面形变的问题进行检测，其中泡开裂部分存在较大的残余应力，在外表面产生开裂问题之后，这种残余应力被完全释放，造成了泡罩表面产生严重的形变。
　　1.2 表层材质分析
　　通过对MP30-5铁素体含量检测仪进行使用，对加氢反应器产生开裂问题的泡罩进行了检测，对开裂区域材质的铁素体具体含量进行了检测和分析。通过铁素体的具体含量和最终的检测结果可以看出，泡罩在产生裂缝末端以及产生裂缝中心部分的铁素体整体含量偏高，分别为15.23%和21.22%。通过这一数据可以看出加氢反应器泡罩，在进行冲压和制造工作当中，材质内部的奥氏体组织产生了一定的变化，这种变化是造成反应器炮罩外表层开裂的重要因素之一。
　　1.3 裂缝部位的微观形态检测
　　从加氢反应器泡罩断口部分的金属组织和奥氏体组织进行了微观外形的判断。外表层马氏体的实际含量远远超过了内部的构成材料。由此可以得出加氢反应器泡在外表情的材料加工过程中，主要是以最基础的金相组织和奥氏体材料为主要构成成分。表面裂纹主要是沿着马氏体的晶体边界产生开裂，同时还有地裂缝会直接穿过马氏晶体区域。没有产生开裂的材料，在内壁和外壁的表面上晶体的边界处也存在比较细小的裂纹。在外层的材料构成当中，不锈钢在固体溶液的状态下和单一的奥氏体进行混合，在进行加压制作的过程当中，通常为奥氏体和少量的铁素体之间构成表层材料。因此，可以判断出泡外表曾在拉升过程当中型变量产生了明显过大，造成了奥氏体内部的组织构造发生变化，形成了形变状态下的马氏体。
　　2 研究成果讨论
　　2.1 泡罩开裂的模式
　　裂解汽油加氢反应设备，在工作过程当中经常会处于高温和高压的环境当中，对工作环境的要求非常严格，其中在生产和反应工作当中，原材料当中会含有硫元素、氮元素以及其它的金属杂质元素等，同时生成的气体当中含有一定量的硫化氢和氨气等。泡罩产生腐蚀裂缝问题的时候，加氢反应设备内部存在的腐蚀状态包含了氢致开裂和自然开裂，外表层焊接层脱落以及催化反应等。在加氢反应器的平时工作环境当中，温度保持在120摄氏度左右，整个工作温度相对较低，泡罩产生开裂问题很可能是因为硫化氢所产生的腐蚀作用，以及在加氢反应器停止工作的期间产生连续性硫酸腐蚀问题所造成。
　　2.2 氯化铵造成的腐蚀
　　氯元素的主要来源，通过原材料当中的氯盐以及有机氯化物等，在进行加氢反应过程当中产生氯化氢物质。氯化氢固执和氮化物相互之间产生作用，形成了氯化氨。在加氢设备内部氯化氨会慢慢出现结晶的现象，主要表现在加氢反应器系统，在进行热交换之后内部的高压空气在高压换热器表层形成剧烈反应。结晶之后的氯化氨会慢慢沉积在换热器的外表面上，由于吸潮的作用形成了一种腐蚀性较强的酸性溶液浸泡的内壁产生了局部腐蚀问题，同时这种结晶腐蚀问题，对反应器内部的换热管也容易产生堵塞。因此，氯化物的结晶吸潮腐蚀问题也是造成泡罩开裂的一个重点因素。
　　3 结束语
　　在加氢反应器的工作过程当中，加氢反应器的泡罩经常会因为外部环境的问题产生变形或者是开裂，同时由于外部表层温度分布不均匀，对催化剂的效果产生了严重的影响，进而对加氢反应器的安全工作以及整体的经济效益都产生了不良的影响，做好加氢反应器的泡罩开裂预防至关重要。
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