林德低温甲醇洗工艺设备的选材

第1期李兵:林德低温甲醇洗工艺设备的选材85·林德低温甲醇洗工艺设备的选材李兵(陕西延长中煤榆林能源化工有限公司甲醇中心,陕西榆林718500)摘要:林德低温甲醇洗工艺对设备选材有特殊要求。本文将介绍这些规定,分析其原因,帮助设计者正确选材并提醒设备制造者应注意事项,对提高设备质量和延长设备寿命有重要意义关键词:林德低温甲醇洗;设备;选材中图分类号:TQ546.5文献标识码:A文章编号:1008-021X(2016)01-0085-01低温甲醇洗工艺是以冷甲醇作为酸性气体吸收液,利用使用,因此也被叫做超低温钢,主要用于LNC储罐。甲醇在-60℃左右的低温下对酸性气体溶解度极大的物理(2)钢不能用于低温甲醇洗设备主要出于以下原因考特性,同时分段选择吸收原料气中的H2S、CO2及各种有机硫虑:等杂质①钢的温度裕量过大,造成材料浪费林德低温甲醇洗工艺设备的使用温度低(最低设计温度②钢(属于低碳马氏体钢,马氏体组织对H2S应力腐蚀为-80℃),且工艺介质中含湿H2S,这就造成了低温甲醇洗和氢致开裂非常敏感)的强度高、硬度大,且存在较高的冷作系统是在低温+湿H2S的苛刻环境下工作,为此,林德低温硬化倾向,这也大大提高了对硫化物应力腐蚀的敏感性。甲醇洗在设备及管道的选材方面给予了诸多方面的限制。(3)低温甲醇洗是在含硫化氢环境下工作,钢中镍含量1林德材料规定增加,会降低含硫化氢溶液对应力腐蚀开裂的抵抗力,从这林德低温甲醇洗工艺对设备选材主要提出了以下规方面来说,9Ni钢远不及3.5N钢,这也是此项规定最主要的定原因1)低合金钢材料的最小屈服强度不大于355N/mm2,(4)9N钢因为本身化学成分、组织结构等原因,使得在且最小抗拉强度不高于500N/mm2;焊接过程中容易产生以下缺陷:冷裂纹、热裂纹、低温韧性下(2)9Ni钢材料不能用于低温甲醇洗系统降、磁偏吹等。(3)对于奥氏体不锈钢厚度大于6mm的构件必须采所以除非设计温度不允许,否则应尽量避免采用9Ni用低碳级或稳定化不锈钢;钢。低温甲醇洗设备的设计温度下限均在-101℃以内,所4)不锈钢构件及其焊缝表面洁净,具有持久性的金属以规定不能使用9N钢。光泽,容器内壁不允许有划痕和退火颜色小于6mm的奥氏体不锈钢,一般用做非承压或可更换(5)含铜量>60%的铜及其合金不能用于低温甲醇洗系构件,所以一般不做特殊规定,只要求满足材料规定即可。统而对于主要承压部件或重要零部件,要求采用低碳级或稳定(6)过热蒸汽发生器,不允许采用不锈钢材质;化不锈钢,主要因为稳定化元素的加入和限制低碳都是为了(7)不锈钢容器的内件需采用含铬量大于13%的不锈形成超细组织,从而提高不锈钢的耐腐蚀性。钢介质腐蚀对钢的表面状态极为敏感,一般来说,钢的表2原因分析面越光滑,介质的粘附性越小,对基体造成的腐蚀越小针对以上材料规定进行的原因分析:般要求不锈钢设备内表面进行抛光处理,也是基于此方面的(1)低合金钢来说,最小屈服强度大于355N/mm2,最小考虑。不锈钢进行退火处理时如操作不当容易发生颜色改抗拉强度高于500N/m2(国内规定为540MPa)属于高强钢,变,说明表面已发生氧化,造成合金烧损,降低抵抗腐蚀能硬度一般也较高在低温环境下工作容易发生冷脆。而在低力,有试验表明:发生退火氧化的304钢板在自然环境中放温和湿硫化氢环境同时存在的条件下,硫化氢的溶解度达到置几天即发生了锈蚀。轻微的氧化可以通过机械方法去除最大,在中高强钢或焊缝及其热影响区等硬度较高的区域,但不能影响主要受压元件的机械强度;严重的将不能用于主容易发生硫化物应力腐蚀开裂(SSCC),同时湿硫化氢产生要受压元件。氢腐蚀使钢的脆性增加。试验数据表明:高强钢即使在溶液由于铜及其合金对多种酸、碱有优良的耐蚀性,所以也中硫化氢浓度很低(体积分数为0.001mL/L)的情况下仍能广泛用于容器制造。但铜及其合金的力学性能普遍低于碳引起破坏;硫化氢体积分数为0.05-0.6mLL时,能在极短钢和低合金钢,同时由于内部残余应力和H的存在,致使铜的时间内引起高强钢硫化物应力腐蚀破坏。对于低温环境及其合金极易发生应力腐蚀开裂和氢脆,有研究数据显示下工作的设备,保证低温韧性是第一重要的,所以低温甲醇H2S环境对铜的腐蚀达到15mm/a(严重腐蚀),这也就洗设备对钢材的选用做了严格限制。9N钢能在-196℃下中国煤化工(下转第%6页)CNMHG收稿日期:2015-11-17作者简介:李兵(1964-),河南开封人,工程师甲醇中心设备主管主要从事化工工艺与设备的施工和管理。山东化工SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2016年第45卷方法有了深刻的体会。此外学生们还学会了如何安排各机政策提出新的实践改革模式,并在实际教学过程中稳步发械加工工序、粗加工和精加工的加工留量等。在热处理车展间,学生们学会了各种常用的热处理方法熟悉了各种热处参考文献理设备,掌握了热处理后的检验方法,在实践中学到了对模[1]王晓燕,王印松韩璞.工科毕业设计新模式的探索与具零件的淬火、回火、退火和调质处理的热处理方法,并对金实践[J].中国电力教育,2012(18):74-75属材料的热处理对机械产品性能的影响有了非常深刻的认[2]周庆元包文姝应用型本科专业毕业实习、毕业设计和识。同时,年轻教师在指导和管理学生的过程中也得到了实就业工作一体化模式的构建[J].湖南医科大学学报(社践锻炼。项目完成后,北方民族大学相关部门与西北轴承股会科学版),2010,12(2):229230份有限公司有关人员组成结题验收专家组,对“校企联合培[3]李艳玲,毕作庆.基于校企合作的毕业实习与毕业设计养本科生工程实践能力”项目进行结题验收。模式[J].辽宁工程技术学报(社会科学版),2010(1)4结论108-110.高校实践项目的改革需要教育者不断转变教育思想,勇于创新,并在实际教学过程中不断探索。对于工科生毕业实(本文文献格式:蒋亮,李涌泉,刘贵群,等.基于校企联合习和毕业实践进行调整能够让二者更好的适应新时代的要的工科学生毕业实习和毕业设计一体化模式的构建与探索求。针对目前本科实践教学中存在的问题,应结合国家相关[J].山东化工,2016,45(1):4-96业出业虫杂浙出如★★业出业业出出出出出出出出业出业t当出当出当业业(上接第85页)(2)用于低温工作环境的钢板热处理后应逐张进行力学限制了铜及其合金不能用在低温甲醇洗系统{。性能试验;不锈钢在425~850℃范围区间停留时,沿晶界析出(3)用于蒸汽的不锈钢材质,应尽量采用高铬奥氏体不C23C6为主的碳化物,造成晶界附近贫铬,使其耐腐蚀性降锈钢,对于特定的奥氏体不锈钢材质选用细晶粒能大大提低。要解决这一问题,必须采用低碳级或稳定化不锈钢,并高其抗高温氧化能力;且快速通过此温度区间。不锈钢尤其是奥氏体不锈钢长期(4)低温容器用钢的冲击试验温度应低于或等于壳体或用于处于此温度区间的介质将有失效的危险。有些裂解炉主要受压元件的最低设计温度;专利商规定超高压蒸汽段用Cr-Mo钢管就是此原因。(5)钢板8≥16mm的碳钢和低合金钢必须进行焊后热实践证明,TP304H用于高温蒸汽氧化严重甚至有剥落处理;倾向。据研究结果显示,在含有水蒸汽的高温氧化环境中(6)不允许存在铁素体钢与奥氏体钢之间的异种金属焊Fe-Cr合金氧化进程被显著加速,氧化层积累到一定厚度将接接头;发生剥落,脱落的氧化皮堆积在管子弯头处,引起管子局部(7)注意不得在受压元件上刻划或敲打材料标记、焊工过热甚至爆炸,如果脱落的氧化皮被带至汽轮机内,将引起钢印等。汽轮机的严重损坏。净化低温甲醇洗203Gr.D或SA203GrE材料,经济适为避免发生以上两种危险,过热燕汽发生器及其管道只用,但需将材料的检验和复验、焊前预热、焊接、焊后热处理能选用耐热钢SA335P91。这种钢具有优良的热强性、可焊水压试验、运输、安装等各个环节严格把关,做到事先做好安性和工艺性以及对应力腐蚀开裂不敏感性和生产成本低等排、制定合理的生产工艺操作中提醒注意事项等,为最终生优点,是亚临界压力、超临界压力火力发电机组和核电机组产出高品质的设备做好每一步的理想用材,主要用于制作高压锅炉的过热器和再生器及火参考文献力发电站的主蒸汽管道[1]国家技术监督局.GB150-1998钢制压力容器[S]北不锈钢中的主要合金元素是Cr,只有当Cr含量大于京:中国标准出版社,199813%时钢才有耐蚀性。一般地内件的材质与容器外壳相2]工业和信息化部HG/T20581-2011钢制化工容器材同,即使是可拆卸内件,也应有足够长的寿命。料选用规定[S].北京:中国计划出版社,20113结论[3]孙恺,马彩铃林德低温甲醇洗工艺水分离器腐蚀及材低温工况主要受材料低温韧性的限制,而湿硫化氢工况料分析[J西部煤化工,2007(2):49-51下的选材则受多方面因素的影响,最全面的是GB/T2072[4]郭立峰,魏彦筱,张晓昱,等,18-8奥氏体不锈钢水蒸汽《石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材氧化的失效分析[J].华北电力技术,2005(8):21料》1,但需提醒注意的是:此标准明确规定了其使用范围,[5]国家标准化管理委员会.GBT209722-2008石油天然并强调不一定适用于炼油或下游的加工设备,设计人员应加气工业油气开采中用于硫化氢环境的材料第2部分:抗强对标准规范的灵活应用。开裂碳钢、低合金钢和铸铁[S].北京:中国标准出版社,低温和湿硫化氢介质的组合,使低温甲醇洗系统的运行2008条件苛刻需要从设计选材制造、检验和验收各个方面严格把关。以下是提醒注意的几条重要规定(本文文献YH中国煤化工CNMHG洗工艺设备的选材(1)8≥12mm的碳钢和低合金钢用于湿硫化氢腐蚀环[J].山东化工,2016,45(1):85,96.)境必须进行逐张超声检测;