1、第27卷化肥工業(yè)第1期MDEA脫碳裝置腐蝕原因探討張劍鵬來強(qiáng)劉亞沖(福建永安智勝化工聯(lián)合公司366013)摘要概述MDEA脫碳裝置的腐蝕機(jī)理,對我公司合成氨廠脫碳裝置腐蝕原因作了分析并提出防腐技術(shù)措施。關(guān)鍵詞MDEA脫碳裝置防腐實(shí)踐證明,MDEACO2的能力大(2031m3/3,)(CO2殘留量1)氣(C299%)、,但近來部分廠家,為了減少氣體閃蒸,在碳鋼管道內(nèi)富液流速不應(yīng)超過1m/s,在使用不銹鋼時(shí)不應(yīng)超過2.5m/s,以減少酸性氣體腐蝕。但企業(yè)在強(qiáng)化生產(chǎn)時(shí),往往加大物料流速,會加劇腐蝕速率。(7)設(shè)備加工中的問題在吸收和再生過程中,換熱器及管線如用碳鋼或低合金鋼制造時(shí),焊縫部位如果熱處理

2、不充分,將產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕3。2我公司部分脫碳裝置腐蝕原因分析。國外80年代已開始對MDEA脫碳裝置的腐蝕問題進(jìn)行研究,國內(nèi)亦對裝置的腐蝕機(jī)理進(jìn)行了探討。國內(nèi)MDEA和活化劑生產(chǎn)廠已開始生產(chǎn)配有緩蝕劑的活化劑,內(nèi)蒙赤峰二廠在生產(chǎn)中已采用緩蝕劑并取得較好效果。1MDEA脫碳裝置腐蝕機(jī)理據(jù)報(bào)道1,2,MDEA脫碳系統(tǒng)的腐蝕類型很多,主要有如下幾種:(1)高溫下CO2和H2S在湍流區(qū)引起腐蝕CO2+H2OH2CO3Fe+H2CO3FeCO3+H2Fe+H2SFeS+H2(2)系統(tǒng)中氧氣破壞鈍化保護(hù)膜4FeS+O2+10H2O4FeCO3+O2+10H2O4Fe(OH)3+4H2S4Fe(OH)3+4H2

3、CO3我公司氨廠脫碳采用南化集團(tuán)公司研究院的改良MDEA脫碳技術(shù),由江蘇省化工設(shè)計(jì)院進(jìn)行工程設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)規(guī)模為年產(chǎn)氨4.5萬t。1995年12月投產(chǎn)以來,工況穩(wěn)定,凈化氣中CO2穩(wěn)定在0.1%以下,再生氣中CO2濃度99%,能滿足尿素生產(chǎn)需要,蒸汽消耗也較低。1999年4月小修時(shí),發(fā)現(xiàn)材質(zhì)為Q235-A的脫碳溶液換熱器殼環(huán)焊縫(焊條為J427)出現(xiàn)許多垂直于焊縫的裂紋。對焊接試塊進(jìn)行金相分析,發(fā)現(xiàn)裂紋沿晶界和兩相界面開裂并擴(kuò)展,受蝕晶界粗化,初步判斷該裂紋為沿晶極溶解型應(yīng)力腐蝕開裂。5月份小修時(shí),還發(fā)現(xiàn)氣提再生塔(碳鋼)有多處細(xì)小裂紋。應(yīng)力腐蝕三要素是拉伸應(yīng)力、敏感金屬和腐蝕環(huán)境、介質(zhì)。前兩者是

4、內(nèi)在的因素,而后者是在特定工況下形成的。腐蝕出現(xiàn)在系統(tǒng)中使用溫度)的低壓設(shè)備的焊縫的兩側(cè),較高(93.5113腐蝕介質(zhì)主要是酸性氣體H2S和CO2,其次是氧氣和熱穩(wěn)定性鹽。腐蝕環(huán)境是在下列特定工況下(下轉(zhuǎn)第55頁)53(3)MDEA和活化劑降解引起腐蝕MDEA和活化劑在通常情況下不降解,而在),會氧氣存在(0.1%)和溫度較高時(shí)(150發(fā)生氧降解和熱降解,其降解產(chǎn)物為腐蝕性介質(zhì)。(4)熱穩(wěn)定性鹽濃度過高脫碳溶劑在長期運(yùn)行中,與酸性氣體及化合物形成堿性胺鹽,如甲酸鹽、草酸鹽、硫酸鹽、氯化物、乙酸鹽、硫代硫酸鹽等。這些鹽不能熱再生而積累在系統(tǒng)中,當(dāng)濃度超過0.5%,也會導(dǎo)致設(shè)備腐蝕。(5)MDEA

5、濃度偏低第27卷化肥工業(yè)第1期表3噸尿素消耗對比項(xiàng)目技改前技改后氨耗(kg)595585蒸汽耗(t)0.760.67(4)由于尿塔轉(zhuǎn)化率的提高和氣提塔溫度的提高,高、中、低壓負(fù)荷不再后移,中壓、低壓蒸汽加熱分解器溫度均能控制在設(shè)計(jì)值,特別是蒸發(fā)二段負(fù)荷大大減輕,E115,消耗下,。改造后的遺留問題圖1改造后合成塔簡圖合成塔增設(shè)2塊塔板,雖然對我廠尿素裝置的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、低耗起到了關(guān)鍵的作用,但同時(shí)阻力有所增加,操作上表現(xiàn)在高壓圈壓差增大。合成塔出液閥原來的開度60%70%,現(xiàn)必須開大至90%95%,以維持合適的壓差及高壓甲銨分離器的正常液位。這樣使合成塔與氣提塔實(shí)際壓差減小,對合成塔轉(zhuǎn)化率產(chǎn)生一

6、定影響。5遺留問題的處理從表1、2可以看出:(1)技改后,合成塔的塔底、塔頂溫度上升,說明反應(yīng)下移,轉(zhuǎn)化率提高約1%1.5%,提高了合成塔的有效利用率。(2)因合成塔轉(zhuǎn)化率的提高,再加上對氣提塔的缺陷修復(fù),使氣提效率大大提高,氣提塔溫度均有所提高,同時(shí)加熱蒸汽壓力比原來降低0.15MPa。(3)技改前后消耗對比見表3。技改后因轉(zhuǎn)化率提高,尿素生產(chǎn)負(fù)荷可達(dá)設(shè)計(jì)能力的115%(即460t/d),運(yùn)行穩(wěn)定,最高負(fù)荷估計(jì)可達(dá)480t/d。(上接第53頁)針對增加塔板后使合成塔阻力增加這一問題,計(jì)劃下一次大修時(shí)對原先的10塊塔板增加開孔率,以消除對合成塔操作的負(fù)面影響,最終達(dá)到最大限度地發(fā)揮增加塔板后提

7、高轉(zhuǎn)化率的作用。(收稿日期1999-06-03)(1)生產(chǎn)能力擴(kuò)大時(shí),吸收塔采用規(guī)整填料,出現(xiàn):(1)生產(chǎn)負(fù)荷由設(shè)計(jì)能力年產(chǎn)氨4.5萬t提高至6.0萬t,引起物料流速加大,并形成湍流區(qū)而加劇腐蝕。(2)再生壓力由0.025MPa提高至0.042MPa,貧液中殘留H2S和CO2濃度提高。(3)系統(tǒng)中氧含量略高(進(jìn)吸收塔變換氣中O2達(dá)0.2%),且偶有貧液抽空,易通過密封填料提高吸收能力。擴(kuò)大熱交換器和再生器能力,并注意焊縫熱處理。(2)嚴(yán)格控制系統(tǒng)中H2S、O2含量及脫碳液總堿度和熱穩(wěn)定性鹽濃度。(3)嚴(yán)格控制系統(tǒng)中工藝條件,如溫度和壓力。(4)對MDEA脫碳溶劑定期進(jìn)行凈化。(5)添加緩蝕劑。

8、吸入空氣。(4)長期運(yùn)行中,脫碳液中熱穩(wěn)定性鹽積累到一定濃度而加劇腐蝕。3改進(jìn)措施參考文獻(xiàn)1劉華兵等.化肥設(shè)計(jì),1998,36(6):47512馬富業(yè).小氮肥設(shè)計(jì)技術(shù),1999,20(1):30313化工部化機(jī)研究院.腐蝕與防護(hù)手冊.化學(xué)工業(yè)出版社,1989年第一版(收稿日期1999-06-16)55JOURNALOFTHECHEMICALFERTILIZERINDUSTRYVol.27No.12000(SerialNo.157)DiscussiononCausesforCorrosionofReactorforCO2RemovalwithMDEAZhangJianpengLaiQiangan

9、dLiuYachongAbstractThecorrosionmechanismofareactorforCO2removalwithMDEAisoutlined,thecausesareanalyzedforcorrosionofthereactorforCO2removalintheammoniaplantofthiscompany,andtechnicalmeasuresforcorrosionpreventionaresuggested.KeywordsCO2removalwithMDEAreactorcorrosionpreventionAbstractByanalyzingthec

10、ausesforoverheatingoftheexternalwalloftheprimaryreformertubes,preventivemeasureshavebeentakenaccord2ingly,soastoprolongtheirservicelife.KeywordsprimaryreformertubesexternalwalloverheatingEffectofMaterialsFedinonCarbonMonoxideContentatOutletofLow2TemperatureShiftConverterWangJianAbstractafedin,whicha

11、ffecttheoutletconverter,acon2guidinginteresttotheanalysisofwiththematerialsfedin.KeywordsshiftconversionstepCOcntentcorrelationrelevantcoefficientSum2UpofTechnicalRenovationofaUreaReactorSuoShengfuAbstractByincreasingthenumberoftraysinthefrom12,theeffectivevolumeofthereactorisinthereactorimproved,li

12、zed.KeywordsureatraytechnicalrenovationUseofExcitingUnitsforSynchronousMotorsWangYongpingAbstractTheoperationoffourexcitingunitsforsynchronousmotorsissummarized,andtheirrespectivepropertiesareevaluated.KeywordssynchronousmotorsexcitationoperationsummaryCausesforOverheatingofExternalWallofPrimaryRefo

13、rmerTubesandCounter2MeasuresLiShengjun造氣爐、上行煤氣管內(nèi)襯改造1改造原因2改造步驟(1)設(shè)計(jì)并加工了特異形圓孤榫槽耐火磚。(2)造氣爐內(nèi)襯磚由原來的每圈90塊改為40塊,砌筑方法與前相同。砌筑時(shí)對不平整的磚多年來,陜西西鄉(xiāng)氮肥廠造氣爐和上行煤氣管內(nèi)襯一直采用傳統(tǒng)砌筑工藝,使用輻射形磚T-44和側(cè)厚楔形磚T-39。造氣爐內(nèi)襯磚在夾套以上800mm高度,工作面溫度高且小磚砌筑,磚縫多,爐內(nèi)結(jié)疤處理時(shí)有損壞。上行煤氣管內(nèi)襯小磚圓周均布塊數(shù)多,按筑爐規(guī)范磚縫2mm,在實(shí)際筑爐過程中,管道內(nèi)施工難度大,縫隙難以保證質(zhì)量要求。回收煤氣時(shí),氣體夾帶有大量粉塵通過管內(nèi),沖刷內(nèi)孔表面,把磚縫灰漿沖掉帶走,使磚的粘接整體牢