应用及方案
石油与石化工业
1.石油精练装置用不锈钢。
石油精练装置用不锈钢，主要的材料牌号为0Cr13Al铁素体不锈钢，随原油的来源不同，在某些腐蚀强烈的部位也使用Cr-Ni奥氏体不锈钢。不锈钢在石油精炼工业的使用情况见下表：
2.石油化工用不锈钢
以石油炼厂废气、天然气或石脑油作原料，通过一系列化学反应可以制取乙烯、丙烯、乙快等，进一步合成可以生产聚乙烯、聚苯乙烯、丙酮、丁二烯等。对于合成后的加工过程类似于化学工业，将接触各类酸性介质，服役环境腐蚀性相当苛刻，并且介质条件变化幅度较大，所使用的材料范围也较广，涉及到不锈钢、铁镍基耐蚀合金和镍基耐蚀合金。
（1）乙烯生产。
乙烯生产中的热分解炉炉管主要使用0Cr25Ni20或高碳的25Cr-20Ni(HK40)离心铸管，是针对高温和高的蠕变断裂强度所作出的选择。管线采用Incolog800合金。在低温条件下使用低温钢，仅在-100--175℃下使用0Cr18Ni9。
（2）乙炔
乙炔生产，因热分解温度在1100℃以上，故所使用的合金牌号高于乙烯生产所用牌号。
（3）其他加工过程
其他加工过程包括氧化、水合、脱氢、脱水、烃化、异性化等。将要接触工艺过程相关的酸性介质，所使用的材料主要是0Cr17Ni14Mo2和00Cr17Ni14Mo2，Inconel600、Incoloy800，20号合金以及Hastelloy B、C、D等。这些工艺过程的工作条件见下表。在石油化工的工艺过程中某些工艺环节需使用硫酸、氢氟酸、磷酸、盐酸等腐蚀性介质，根据酸的浓度，温度的不同而使用不同的耐蚀材料。
硫酸 在石油化工中使用的硫酸浓度范围变化很大，温度可达100℃左右，一些工艺环节使用硫酸的浓度和温度条件见下表。可按化学工业硫酸工业中的材料使用原则进行选择。
磷酸 用于制造酒精、合成洗涤剂和界面活性剂，在60℃以下各种浓度、在沸点温度30%以下各种浓度的H3PO4中使用0Cr18Ni9，在高温高浓度H3PO4中使用00Cr17Ni14Mo2。
盐酸 在石油化工中，从乙烯到乙醛的液相氧化，丙酮生产、异性化，氯化乙烯树脂制造的卤化工艺均使用盐酸，在这种环境下，一般的不锈钢是不耐蚀的。常常使用Ni-Mo和Ni-Cu合金或者使用非金属材料衬里。仅仅在含空气的稀盐酸中使用0Cr17Ni12Mo钢。
双相不锈钢在石油化工中已获得成功应用，见下表：
石油精练装置用不锈钢，主要的材料牌号为0Cr13Al铁素体不锈钢，随原油的来源不同，在某些腐蚀强烈的部位也使用Cr-Ni奥氏体不锈钢。不锈钢在石油精炼工业的使用情况见下表：
不锈钢在石油精炼工业的应用
装置名称 |
材料 |
使用部位 |
| 常压原油蒸馏装置蒸馏塔 | 0Cr13Al Cr-Ni奥氏体不锈钢 |
塔顶及托盘使用0Cr13Al，在有氯化物存在的条件下，使用Cr-Ni奥氏体不锈钢 |
| 减压蒸馏装置，350-450℃，1.3-2KPa | 5CrMo 0Cr17Ni12Mo2 |
通常使用5CrMo，当处理含环烷酸常压残渣油时，精炼塔上方250-300℃部位使用0Cr17Ni12Mo2 |
| 触媒改质装置420-580℃ | 0Cr18Ni9 | 反应塔出口处的高温换 |
| 氢化脱硫装置200-500℃，3.4-196MPa | 0Cr18Ni9 0Cr18Ni10Ti 0Cr18Ni11Nb 00Cr17Ni14Mo2 0Cr13Al |
反应塔 加热管、配管、热交换管。塔体管板采用不锈钢堆焊 处理湿硫化氢的下游加工装置 在含较少H2S的汽油灯油的装置中使用0Cr13Al |
| 触媒分解装置500℃，常压 | 0Cr13Al 0Cr18Ni9 |
分解塔部分使用0Cr13Al或0Cr18Ni9 |
| 制氢装置，吸收再生塔 | 00Cr19Ni10 | 耐碳酸腐蚀的管线 |
| 溶剂提取润滑油装置人呋喃醛 | 0Cr18Ni9 | 耐呋喃醛腐蚀的热交换器管 |
| 废水处理装置 | 0Cr18Ni9、0Cr17Ni14Mo2 | 蒸馏塔顶装置 |
| 硫回收装置（250℃） | 0Cr13Al、0Cr18Ni9 | 塔和冷凝器 |
双相不锈钢在炼油工业中的应用
装置名称 |
材料 |
使用部位和目的 |
| 常减压装置 | 00Cr18Ni5Mo3Si2 | 塔顶衬里、塔内构件、常顶空冷器、减顶增湿空冷器、减顶后冷水冷器管芯、油水分离器衬里。解决SCC问题 |
| 催化裂化装置 | 00Cr18Ni5Mo3Si2 | 催化吸收塔衬里、塔盘板、浮阀、汽油再热器。解决碳钢氢致裂纹和奥氏体不锈钢（1Cr18Ni9Ti）的均匀腐蚀 |
| 加氢裂化装置 | 0Cr18Ni5Mo3Si2 2205 |
空冷器，解决0Cr13和0Cr17点蚀和18-8型奥氏体不锈钢SCC问题 |
| 加氢脱硫装置 | 00Cr18Ni5Mo3Si2 | 热交换器和水冷却器，解决氰化物的SCC问题 |
| 污水处理装置 | 00Cr18Ni5Mo3Si2 | 热交换器和DEA（二乙醇胺）洗涤装置的罐顶冷凝器，解决Cr17型铁素体钢的点蚀。00Cr17Ni12Mo2的SCC问题 |
2.石油化工用不锈钢
以石油炼厂废气、天然气或石脑油作原料，通过一系列化学反应可以制取乙烯、丙烯、乙快等，进一步合成可以生产聚乙烯、聚苯乙烯、丙酮、丁二烯等。对于合成后的加工过程类似于化学工业，将接触各类酸性介质，服役环境腐蚀性相当苛刻，并且介质条件变化幅度较大，所使用的材料范围也较广，涉及到不锈钢、铁镍基耐蚀合金和镍基耐蚀合金。
（1）乙烯生产。
乙烯生产中的热分解炉炉管主要使用0Cr25Ni20或高碳的25Cr-20Ni(HK40)离心铸管，是针对高温和高的蠕变断裂强度所作出的选择。管线采用Incolog800合金。在低温条件下使用低温钢，仅在-100--175℃下使用0Cr18Ni9。
（2）乙炔
乙炔生产，因热分解温度在1100℃以上，故所使用的合金牌号高于乙烯生产所用牌号。
（3）其他加工过程
其他加工过程包括氧化、水合、脱氢、脱水、烃化、异性化等。将要接触工艺过程相关的酸性介质，所使用的材料主要是0Cr17Ni14Mo2和00Cr17Ni14Mo2，Inconel600、Incoloy800，20号合金以及Hastelloy B、C、D等。这些工艺过程的工作条件见下表。在石油化工的工艺过程中某些工艺环节需使用硫酸、氢氟酸、磷酸、盐酸等腐蚀性介质，根据酸的浓度，温度的不同而使用不同的耐蚀材料。
一些石油化工过程的工作条件
工艺过程名称 |
温度，℃ |
压力，MPa |
氧化 |
150-450 |
≥1.9 |
水合 |
10-300 |
0.68-6.9 |
脱氢 |
350-700 |
0-0.15 |
脱水、烃化 |
250-275 |
1.4-6.2 |
异性化 |
370-540 |
1.4-1.5 |
氢混合、卤化 |
30-500 |
0-0.34 |
氮化 |
30-500 |
0-0.19 |
重合 |
160-300 |
0-294 |
石油化工所使用的H2SO4
工艺环节 |
H2SO4 浓度 |
温度，℃ |
用乙烯水制造乙醇或IPA |
45%-98% |
0-80 |
脱水制造乙醚 |
78%+H3PO4+HCI |
128 |
盐酸 在石油化工中，从乙烯到乙醛的液相氧化，丙酮生产、异性化，氯化乙烯树脂制造的卤化工艺均使用盐酸，在这种环境下，一般的不锈钢是不耐蚀的。常常使用Ni-Mo和Ni-Cu合金或者使用非金属材料衬里。仅仅在含空气的稀盐酸中使用0Cr17Ni12Mo钢。
双相不锈钢在石油化工中已获得成功应用，见下表：
双相不锈钢在石油化工工业中的典型应用
装置名称 |
材料 |
使用部位 |
聚氯乙烯（PVC）生产装置 |
00Cr25Ni6.5Mo3.5CuN |
汽提塔和热交换器代替0Cr17Ni12Mo2和2205 |
聚乙烯生产装置 |
00Cr25Ni7Mo3.5wCuN (Zeron 100) 00Cr18Ni5Mo3Si2 |
氧氯化反应器，HCl冷却器，氯乙烯塔氧氯化反应器，代替0Cr18Ni10Ti，5年未见SCC氯乙烯再沸器 |
甲醛合成反应器 |
00Cr18Ni5Mo3Si2 00Cr22Ni5Mo3N |
小型反应器 大型反应器 物料/流出物热交换器管路系统 中压内蒸馏顶冷凝器 |
羰基合成醇反应器 |
00Cr22Ni5Mo3N |
代替原有奥氏体不锈钢制反应器（热疲劳损害）预计寿命为15年 |
醋酸生产装置 |
2507 (00Cr25Ni7Mo4N) |
耐MnCl2，MnAC（醋酸锰）触媒醋酸的腐蚀 |
对二甲酸生产装置 |
Zeron100 2507 |
第一冷却器触媒再生设备 |
