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某公司催化装置分馏塔顶循换热器（以下简称换热器）壳程物料为顶循油，壳程采用16MnR钢制造；管程物料为除盐水，管束采用10号钢制造。自2003年7月投入使用至今，换热器频繁发生腐蚀泄漏，已报废8台内芯，2012年4月和9月，E-203/1.2和E-203/3.4号管束又因严重腐蚀而分别发生泄漏，严重影响正常生产。基于此，本工作对顶循换热器的腐蚀原因进行了分析，并提出了相应的防护建议。

一、理化检验

1、腐蚀形貌

由图1和图2可见，换热器导流筒表面及管束间附着有一层厚厚的黑色污垢，清除污垢后发现管束外表面附着有黄褐色的腐蚀产物，清除腐蚀产物后发现管束外表面布满了大小不一、深浅不同的开放型腐蚀坑。

图1 换热器宏观形貌

图2 管束去除腐蚀产物前后的宏观腐蚀形貌

2、腐蚀产物能谱分析

取管束外表面的腐蚀产物进行了能谱分析（EDS）。结果表明：腐蚀产物主要以Fe、O为主，并含有一定量的Cl和S元素。

3、泄漏物成分分析

换热器共有4台，2组并联，每组2台串联，开一组，备一组，备用的1组换热器用盲板隔离。在运行过程中发现，换热器壳程入口盲板处有滴漏，滴漏物呈钟乳石状，其形貌见图3。采集该钟乳石状泄漏物，并对其进行了X射线衍射分析。结果表明，泄漏物主要成分为氯化铵。

图3 滴漏物宏观形貌

二、腐蚀原因分析

通常认为催化装置分馏塔低温部位主要发生HCl＋H2S＋NH3＋CO2＋HCN＋H2O型腐蚀，该腐蚀体系容易产生疏松垢层，易脱落在塔内堆积。H2S主要来源于原料油中含硫化合物（如硫醚、环硫醚、噻吩等）的热分解；NH3和HCN则来源于原料油中氮化物的热分解，一般认为，约有15％（质量分数，下同）氮化物转化成了NH3，1％～2％氮化物转化成了HCN；HCl则主要来源于原料油中的无机盐类和有机氯化物；而CO2则由干气带入。本工作中，换热器壳程入口温度约为130℃，而H2S、NH3、CO2和HCN等的沸点都非常低，且高温时，它们在水中的溶解度很低，因此，它们主要进入了塔顶冷凝冷却系统。

测量结果表明，H2S、NH3、CO2和HCN等在顶循环系统冷凝水中的含量很低（温度高100℃时HCN在水中溶解度为零），因此，顶循换热器管束外表面的腐蚀不是由H2S＋NH3＋CO2＋HCN＋H2O腐蚀造成的。

换热器壳程泄漏物主要成分为氯化铵，说明顶循换热器管束外表面的腐蚀主要与氯化铵有关。

表1为该催化装置加工原料的基本性质。

表1 催化装置加工原料油（混合原料）基本性质

由表1可见，该催化装置加工原料属低硫、低酸原料，但其加工原料中氮含量较高（一般认为氮含量高于0.1％就属高氮原料）。

由于原料氮含量较高，经过裂化反应后，生成的NH3较多，当NH3和HCl在高温相遇时会生成NH4Cl，生成的NH4Cl会随油气上升，在上升过程中温度逐渐降低，当途径分馏塔顶循抽出塔盘（温度约为130℃）时便凝结形成了氯化铵盐结晶，从而形成NH4Cl腐蚀环境。NH4Cl溶液对碳钢的腐蚀速率超过2.5mm/a，顶循换热器的材料为10号钢，因此，顶循换热器的腐蚀主要是由NH4Cl腐蚀造成的。

三、防腐蚀措施及效果

1、防腐蚀措施

2、防腐蚀效果

四、梦能服务与支持

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