氨汽提塔的腐蚀与防护

氨汽提塔的腐蚀与防护氨汽提塔的腐蚀与防护 全文化网文章来源 安全文化网点击数 817 更新时间 2008 9 26 在尿素生产中 最主要的腐蚀介质是温度与压力较高的 尿素甲铵溶液 其对设备的腐蚀问题长期以来一直困扰着尿 素工业的发展 20 世纪 80 年代以来 我国引进的大型尿素 装置中 300 kt a 合成氨加工成 520 kt a 尿素装置 多数 采用 snam 公司的氨汽提技术 主要设备选用 ti 及 ti 衬里 技术设备 从近年以来的工艺运行状况来看 氨汽提工艺可 靠 能耗较低 但汽提塔的腐蚀问题比较严重 一直困扰着 生产装置的长周期稳定运行 1 氨汽提塔氨汽提塔 1 1 氨汽提塔的工艺参数 在尿素生产中 汽提塔的作用是将来自合成塔的尿素溶 液中大量未能转化的原料分解出来 经冷凝回收再循环送回 尿素合成塔中 一般引进意大利 snam 公司的氨汽提尿素生 产装置中 氨汽提塔的工艺参数如表 1 所示 汽提塔为一降膜式热交换器 管程中的物料为尿素 氨 co 甲氨和水 在高温下对设备的腐蚀较为严重 其中二 氧化碳的腐蚀是由于它在水溶液中形成的碳酸所致 尿素甲 铵溶液的腐蚀是由于在高温高压下 尿素产生同素异构体氰 氧酸铵 在有水存在时 氰氧酸铵可离解产生氰氧酸根 而 氰氧酸根 cno 一 具有强还原性 使钝化金腐不易形成钝化 膜而产生严重的活化腐蚀 特别是在温度升高时 cno 一 对金属的腐蚀作用明显加剧 1 2 氨汽提塔的材质 意大利 snam 公司的氨汽提塔其换热管和内衬均用 ti 材 内部构件的材质为 25 22 2crnimo 管板耐蚀层表面有一层 保护涂层 该涂层对设备衬里及列管角焊缝起到保护作用 ti 材在高温的尿素甲铵溶液中具有良好的抗腐蚀性 尿素甲铵溶 液在设备管道中的流速超过某一临界值 流体出现涡流流动或 有杂质出现时 介质的机械冲刷作用破坏了 ti 的表面钝化膜并 妨碍其再钝化 使金属处于没有表面膜或表面膜不完善的状态 其腐蚀速率就明显加快 经过几年的工艺运行 在年度大修中 发现管箱换热器端部冲刷腐蚀严重 管壁变薄 30 多根管头已 经穿孔 管板衬里保护层脱落 管箱壁厚减薄 已导致设备存 在严重的隐患 针对汽提塔上述的腐蚀情况 采取了以下方面的防腐蚀措 施 2 氨汽提塔防腐措施氨汽提塔防腐措施 2 1 使用复合金属管 为 了寻找比钛材更耐腐蚀 同时加工更加方便的汽提塔管 材 而且不增加设备的投资费用 意大利 snam 公司研制出 25 22 2crnimo 一锆复合金属管 它是由两种管子组合而成 外管材料是 6 i 2mm 的 25 22 2crnimo 内管材料是 min 7 mm 的锆 利用冷拔工技术使这两层管子粘结在一起 锆的使用温度高达 230 在 200 以下其耐蚀性能高出钛约一 个数量级 采用复合金属管的汽提塔在运行 13 000 h 后 用涡 流方法检查 去发现有腐蚀现象 设备的运行情况良好 2 2 调整工艺操作 一般在合成尿素的工艺内 提高尿素合成的温度可以提高 尿素合成反应的转化率 但是 ti 材的使用温度一般不宜超过 205 210 若温度超过上述范围 则会使腐蚀速率明显加快 因此 控制尿素生产中的工艺温度是控制腐蚀的有效手段 来 自合成塔的物料在进入汽提塔之后 壳程的蒸汽压力应控制在 1 1 1 2 mpa 之内 每 10 min 提高 0 1 mpa 温度应控制 在 210 以下 当液位高达满液时 放液应缓慢进行 慢慢地打 开液位控制阀 向系统内放料 不要将汽提塔的液位放空 投 料负荷应控制在 50 左右 加负荷时一定要缓慢地进行 以免 对氨汽提塔造成较大的流体冲刷与冲击 从而引起磨蚀进而导 致深层次的腐蚀 另外 在汽提塔中加入过量的氨可以部分中和尿素甲铵溶 液的酸性 提高 ph 值 抑制腐蚀性很强的氰氧酸根的产生 减 轻因水的存在而引起的腐蚀 另外 在二氧化碳中加入氧也是 控制腐蚀的重要因素 加氧后可以改变介质的强还原性 使其 呈现较强的氧化性 在 ti 的表面形成稳定的氧化膜 加氧量达 到某一临界值 对 ti 材约为 3 10 6 即 3 ppm 以上 其腐蚀速 度可以降到允许