Материальное оформление разработано ВНИИНефтемаш (РТМ 26-02-42—78) [1, 52] на основе результатов экспериментальных исследований и промышленных испытаний. Углеродистая сталь заменена низколегированными сталями 09Г2С и 16ГС. Легирование марганцем этих сталей улучшает механические свойства при повышенных температурах и в сочетании с другими легирующими элементами снижает порог хладноломкости. Эти стали успешно применяют при температурах работы стенок сосудов от —40 до +475 °С (16ГС) и от —70 до +475 °С (09Г2С). Сталь марки 09Г2С перспективна для северных районов. Благодаря высоким механическим свойствам применение указанных сталей позволяет снизите расход металла на 20%,

Реакторы на блоке гидроочистки сырья в период эксплуатации претерпевают воздействие смеси нефтепродуктов с водородсодержащим газом, в котором находится 85 % по объему Н2; до 0,2 % H2S; до 2 мг/м3 НСl; влага при температурах до 420°С и давлении 2,5—5,0 МПа.

Во время цикла регенерации реакторы подвергаются воздействию продуктов сгорания кокса, содержащих по объему кислорода до 3%; оксида углерода до 0,4%; диоксида углерода до 12 %; сернистого газа до 0,2 %; влагу, азот, при температуре до 510 С и давлении 3,0—4,0 МПа.

Реакторы изготавливают из стали марки 12ХМ. Для защиты от коррозионного воздействия смеси водорода и сероводорода осуществляется футеровка корпуса торкрет-бетонным покрытием, снижающим температуру стенок реактора. Торкрет-бетон от повреждений дополнительно защищают кожухом из коррозионно-стойкой в этих условиях стали типа 08Х18Н10Т толщиной 6—10 мм. Внутренние элементы реакторов изготавливают из стали 08Х18Н10Т, а патрубки штуцеров выполняются с наплавкой из стали этого же типа.

В реакторах блока гидроочистки допускается также применять для корпуса реактора биметалл с основным слоем из стали 12ХМ и плакировкой из стали типа 08Х18Н10Т.

Сталь 08XI8H10T должна быть стойкой к межкристаллитной коррозии (МКК). Согласно ОСТ 26-291—79 необходимо обеспечить стойкость к МКК основного металла и сварных соединений стали 08Х18Н10Т — плакирующего слоя биметалла 12ХМ + 08Х18Н10Т.

Реакторы риформинга эксплуатируют при температуре 530°С, давлении до 3,0 МПа и воздействии водородсодержащего газа (ВСГ), в состав которого входит до 85% Н2, до 0,005% H2S и не менее 2 мг/м3 хлороводорода. Стойкость к водородной коррозии достигается применением стали марки 12ХМ с футеровкой теплоизоляционным торкрет-бетонным покрытием, снижающим температуру стенок реакторов, и дополнительной защитой футеровки кожухом толщиной 6—10 мм из стали 08X13 или хромоникелевой стали типа 08Х18Н10Т.

В настоящее время эксплуатируются реакторы, изготовленные из сталей марок 20, 22К, 09Г2С, 16ГС, 12Х1МФ (15123.1, стандарт ЧССР), 12ХМ (13С Мо4.4, стандарт ГДР) с торкрет-бетонной футеровкой, и реакторы, изготовленные из хромомолибденовых сталей и биметалла без футеровки: 12ХМ + 08Х18Н10Т; 12ХМ + 03Х18Н14М2 (А387С + А240 + Туре 316, Франция); 12ХМ + 08Х18Н10Т              (13 Cr Мо4.4 + Х5 CrNiNb19-10, ЧССР); 16М + 08X13 (А204СгВ + А240 Туре 405, Франция); 16М + 08Х18Н10Т (А240СгВ + А240 Туре 347, Фракция); 1Х2М1 (15313, ЧССР); 12ХМ (А38Сг11С12, Франция).

Патрубки штуцеров для входа и выхода газосырьевой смеси с температурой 520—550°С должны выполняться из двухслойной стали 20К + 08X13 или иметь наплавку из стали типа 08Х18Н10Т.

Печные змеевики блока гидроочистки подвергаются воздействию газосырьевой смеси, содержащей по объему до 85 % Н2, до 0,2 % H2S и до 2 мг/м3 НСl. Температура стенок змеевика достигает при этом 420—500°С, а при регенерации смеси, содержащей по объему 0,4 % оксида углерода, до 12 % диоксида углерода, до 3 % кислорода, остальное — азот, 550—600 °С.

Змеевики конвекционной секции для придания стойкости в основном к сероводородной коррозии изготавливают из сталей 15Х5М, 12Х8ВФ или Х9М. Стали марок 12Х8ВФ и Х9М обладают повышенной теплостойкостью и коррозионной стойкостью в 1,5 раза большей, чем сталь 15Х5М.

Для радиантной секции, где тепловые напряжения выше, чем в конвекционной, целесообразно использование стали марки 08Х18Н10Т в состоянии после стабилизирующего отжига, так как применение для этих условий хромистых сталей сопровождается отложениями продуктов коррозии на катализаторе и снижением эффективности работы установки, что ведет к увеличению циклов регенерации катализатора.

Материал змеевиков печей риформинга должен обеспечивать в основном стойкость к водородной коррозии. Этому требованию отвечают стали марок 10X2M1, 15Х5М, 15Х5МУ.

Стали 10Х2М1 и 15Х5МУ применяются для изготовления продуктовых змеевиков конвекционной секции, а более теплостойкая сталь 10Х2М1—для продуктовых змеевиков радиантной секции.

При эксплуатации теплообменников высокую температуру имеют стенки трубного пучка. В процессе каталитического риформинга наиболее агрессивными продуктами являются сероводород, водород и образующиеся при реактивации катализатора НСl и Сl2. Стенки трубок трубных пучков имеют небольшую толщину (2 мм), поэтому для обеспечения их длительного срока службы необходимо подбирать такие материалы, скорость коррозии которых не превышает 0,05 мм/год.

Для теплообменников блока гидроочистки материальное исполнение принимается в соответствии с ГОСТ 23762—79 по БМХЗ, если температура технологической среды в трубках выше 300 °С, а в корпусе ниже 300 °С (трубки—-сталь 08Х18Н10Т; корпус—12ХМ; распределительная камера — биметалл 12ХМ + 08X18H10T). При температуре в трубках и корпусе ниже 300 °С должно приниматься исполнение ХМ1 (трубки—сталь 15Х5М; корпус и распределительная камера— сталь 12ХМ). Для теплообменников установок риформинга при температуре в корпусе выше 400°С выбирают исполнение БМХ2 (трубки — сталь 15X5M; корпус и распределительная камера—биметалл 12ХМ + 08X13); если в корпусе 260 °С < t < 400 °С, то выбирают исполнение ХМ1 (трубки — сталь 15Х5М; корпус и распределительная камера—сталь 12ХМ). Исполнение M1 (трубки — стали 10, 20; распределительная камера, корпус — сталь 16ГС) должно приниматься, если температура в корпусе ниже 260 °С, а в трубках ниже 200 °С.

Трубные пучки водяных холодильников изготавливают из легированной мышьяком (0,05%) латуни ЛАМш77-2-0,05 (77 % Си, 2 % А1), исполнение М3 по ОСТ 26-02-2089—88. Во избежание контактной коррозии решеток из низколегированной стали 16ГС их защищают со стороны воды наплавкой латунью Л062-1, перегородки выполняют из латуни той же марки.

Холодильники-конденсаторы изготавливают по ОСТ 26-02- 2089—88. Для водяных холодильников отпарной и стабилизационной колонны должно быть принято исполнение М6 (кожух и распределительная камера—углеродистая сталь: трубы — латунь ЛАМш77-2-0,05; трубные решетки — сталь 16ГС с наплавкой латунью Л062-1).

Холодильник продуктов регенерации осушителей с температурой в корпусе 380 °С должен изготавливаться в соответствии с материальным оформлением Б2 но ОСТ 26-02-2089— 88 (кожух—биметалл: 16ГС + 08Х18H10Т, трубки — сталь 08Х18Н10Т).

Дли аппаратов воздушного охлаждения (АВО) продуктов гидроочистки и водородсодержащего газа принято исполнение БЗ (внутренние трубы— сталь 08Х22Н6Т с оребрением из алюминия АД1; трубные решетки — сталь 08Х18Н10Т; крышка -  сталь 10Х18Н9ТЛ).

Для АВО отпарной колонны принято исполнение Б5 (внутренние трубы — латунь ЛАМш77-2-0,05; трубные решетки — сталь 16ГС с наплавкой латунью Л062-1).

Металл оборудовании установок каталитического риформинга при определенных условиях подвергается высокотемпературному коррозионному разрушению под действием сероводорода, водорода, хлора и хлороводорода; низкотемпературной сероводородной коррозии в узлах, где происходит конденсация паров воды, содержащих сероводород и сернистый газ; хлороводородной коррозии в период реактивации катализатора с оксихлорированием (концентрированная подача хлорорганических соединений) под действием кислых продуктов регенерации; коррозионному растрескиванию аустенитных сталей, из которых изготовляются конструкционные элементы в результате воздействия политионовых кислот, образующихся в период остановок.

Для каталитического риформинга пороговая объемная концентрация сероводорода, при которой начинается ощутимое образование продуктов коррозии, составляет 0,007 %. Уменьшение содержания серы в сырье риформинга ниже порогового значения практически исключает сероводородную коррозию. Высокотемпературное оборудование установок не подвергается заметной коррозии, если объемное содержание серы в гидрогенизате не превышает 0,003 %. На современных установках каталитического риформинга снижение объемного содержания серы в сырье риформинга с 0,2 до 0,003 % и ниже обеспечивается предварительной очисткой сырья в блоке гидроочистки и дополнительной очисткой от H₂S водородсодержащего газа в блоке моноэтаноламиновой очистки.

Таблица 6.12. Скорость коррозии, мм/год, сталей в реакторах установок каталитического риформинга |52]

Продолжительность испытаний до 4000 ч

Предварительная гидроочистка сырья риформинга способствует снижению скорости коррозии углеродистой стали в 4—9 раз но сравнению со скоростью коррозии в реакторах установок каталитического риформинга без гидроочистки (табл. 6.12) при объемном содержании сероводорода в гидрогенизата 0,008 %.

При превышении предельно допустимого содержания серы в гидрогенизате продукты сероводородной коррозии попадают в реакторы на катализатор, что приводит к нарушению теплового и гидравлического режима работы установки, внеплановым остановкам, снижению активности катализатора. Сроки нормальной эксплуатации установки можно существенно удлинить за счет снижения объемного содержания серы в гидрогенизате до 0,0003 %. Такая очистка сырья практически исключает высокотемпературную сероводородную коррозию оборудования. В этом случае материал выбирают с учетом только стойкости к водородной коррозии.