丙烯腈反应气体冷却器换热管的腐蚀失效原因

某石化公司丙烯腈生产装置反应气体冷却器,运行仅数月就发现管板和换热管束端口发生严重的局部腐蚀等失效缺陷。现场取样,采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等重点分析了缺陷处的腐蚀形貌和产物,并对工艺介质化学特性进行全面检测分析;利用有限元模拟分析管板与换热管的温度场。结果表明,换热管内壁距离管板约17～25cm的位置严重腐蚀减薄,其机理为H_2SO_4露点腐蚀;H_2SO_4的来源是喷射固体颗粒,其内部含有的(NH_4)_2SO_4,在高温环境(约440℃)会分解出SO_2,SO_2与残余O_2、H_2O(气)进一步反应生成H_2SO_4。