NACE 炼厂腐蚀教材第十章-中文

1、胺吸收装置Amine Treating Units Page 10:17第十章 胺吸收装置学习目的完成本章学习后，你将能够做到：· 讨论炼厂胺吸收装置的目的用途· 讨论胺吸收装置常用类型的胺的应用· 识别胺设备并叙述胺工艺过程· 识别和讨论胺吸收装置常见的腐蚀现象· 识别和讨论胺吸收装置中的腐蚀剂· 讨论适合胺吸收装置的缓蚀剂类型· 识别胺吸收装置中设备和管道的结构材料· 识别腐蚀监测技术以及需要监测的典型区域· 讨论胺吸收装置中的腐蚀控制措施引言所有现代化炼厂都采用胺吸收装置除去烃加工流体里的硫化氢、硫

2、醇、二氧化碳、某些其他化合物。胺吸收装置一般处理来自原油蒸馏装置、焦化装置、流化催化裂化装置、加氢处理装置的气流和液态烃流体，如混合的C3 和 C4轻烃。一台胺吸收装置需要处理范围如此之宽的进料，所以出现了许多烷醇胺工艺。胺吸收装置用化学溶剂进行处理，这取决于可逆的化学反应。酸气，如硫化氢（H2S）和二氧化碳（CO2），被吸收到胺溶液里，通过化学反应生成溶解的胺盐。对于像硫化氢和二氧化碳这样的弱酸，这个反应很容易可逆进行，只要提高胺溶液的温度或者降低胺溶液的压力。胺吸收装置也除去其他一些化合物，因为这些化合物可能会促进腐蚀、结垢，并降低操作效率。但是，像甲酸或硫代亚硫酸这样的强酸，与胺溶液的反

3、应是很难逆转的。生成的胺盐叫做热稳定盐，因为在正常工艺操作条件下，这些酸是无法除去的。所用胺的类型炼厂胺吸收装置中最常用的胺包括：· 一乙醇胺（MEA）· 二乙醇胺（DEA）· 二异丙醇胺（DIPA）· 甲基二乙醇胺（MDEA）· 一缩二乙二醇胺（DGA）（注解：DIGLYCOLAMINE是亨茨曼公司的一缩二乙二醇胺的注册商标）每种胺都有自己的特性，适合选用于特定的胺吸收工艺。以下反应式是用二乙醇胺和甲基二乙醇胺的酸气吸收反应。伯胺和仲胺（DEA）(HOCH2CH2)2NH + H2S«(HOCH2CH2)2NH2+ + HS-(1)

4、(HOCH2CH2)2NH + H2O + CO2«(HOCH2CH2)2NH2+ + HCO3S-(2)2(HOCH2CH2)2NH + CO2«(HOCH2CH2)2NCO2 + (HOCH2CH2)2NH2(3)叔胺（MEDA）(HOCH2CH2)2NCH3 + H2S«(HOCH2CH2)2NCH3)H+ + HS-(4)(HOCH2CH2)2NCH3 + H2O + CO2«(HOCH2CH2)2NCH3)H+ + HCO3S-(5)一乙醇胺（MEA）属于伯胺，脱除硫化氢、二氧化碳和硫醇的效果很好。在二氧化碳环境中使用时，一乙醇胺往往比其他胺类

5、更快降解。一乙醇胺与二氧化碳、二硫化碳（CS2）、硫化羰（COS）能够生成不可逆的降解产物，需要连续常压再生回收。与二乙醇胺和甲基二乙醇胺等其他多数胺类相比较，一乙醇胺并不比它们能够更有效除去硫醇，如硫化羰和二硫化碳。二乙醇胺（DEA）属于仲胺，可能是炼厂硫磺回收装置上游的胺系统用得最多最广泛的胺类。二乙醇胺能够耐受与硫化羰和二硫化碳以及与二氧化碳反应造成的降解作用。二乙醇胺能够除去硫化氢、硫醇、二氧化碳。在常用烷醇胺的比较摩尔浓度下，二乙醇胺在烃里的溶解度最低。二乙醇胺不能用常压蒸馏再生回收。甲基二乙醇胺（MDEA）属于叔胺，大多数用在硫磺装置尾气胺吸收装置里，因为在此需要选择性除去硫化氢。

6、甲基二乙醇胺和任何胺类一样会与硫化氢反应，但与二氧化碳的反应缓慢得多。只要装置能够恰当设计和操作，反应速度的这种差别使甲基二乙醇胺可以用于选择性除去更多的硫化氢，而不是除去更多的二氧化碳。甲基二乙醇胺是大的胺分子，因此，必须采用较高的重量浓度才能够达到类似的吸收处理能力。甲基二乙醇胺吸收硫化羰和二硫化碳的能力很差，但有很强的烃溶解能力。二异丙醇胺（DIPA）属于仲胺，是工业上最早用来选择性脱除硫化氢的。许多采用二异丙醇胺装置已经改为使用甲基二乙醇胺（MDEA）了。二异丙醇胺主要用于硫磺厂尾气处理装置。据报告，在二氧化碳使用环境中，二异丙醇胺会迅速降解，所以，需要频繁地用减压蒸馏来再生回收。一缩

7、二乙二醇胺（DGA）属于伯胺，当除了需要脱除硫化氢和二氧化碳外，还必须降低硫化羰和二硫化碳的浓度时，可以采用一缩二乙二醇胺。在二氧化碳、硫化羰和二硫化碳环境中使用时，要用常压蒸馏再生回收一缩二乙二醇胺。虽然一缩二乙二醇胺与一乙醇胺有很多相似之处，但是，一缩二乙二醇胺一般用在摩尔浓度比较高的情况下，因为它的蒸汽压比较低。特种胺的使用越来越普遍了，因为它们的性能更优越，或者因为它们比单一胺类能够更好满足特别的需求。特种胺通常是甲基二乙醇胺（MDEA）或二异丙醇胺（DIPA）与其他胺类的混合物，并且往往用添加剂增强其性能。SulfinolÒ就是一个非常熟悉的例子，是由二异丙醇胺与环丁砜组成

8、的。（注解：Sulfinol是壳牌公司砜胺法专利处理工艺的注册商标名称。）如反应式1和4所示，在此讨论的所有烷醇胺都与硫化氢直接发生反应。烷醇胺与二氧化碳的反应情况有点不同，所有胺类都与碳酸反应（反应式2和5），但是，按照氨基甲酸机理（反应式3），甲基二乙醇胺（MDEA）及其他叔胺是不会发生反应的。主要原因是二氧化碳需要额外的时间来溶解碳酸，然后再发生反应。甲基二乙醇胺可以用于选择性脱除硫化氢，同时吸收少量二氧化碳。硫化氢的选择性吸收量值常用二氧化碳滑脱量来表示，二氧化碳滑脱量就是没有被吸收的二氧化碳的百分数。在比较不同胺类的腐蚀数据时，需要格外注意，因为分子量差别非常大。实验室里，将20%（

9、重量）的一乙醇胺与30%（重量）的甲基二乙醇胺进行比较的结果不一定合理，除非甲基二乙醇胺的选择性保证使用25%活性较差的溶液。理想状态是，按同等摩尔数、同等酸气脱除量或者实际装置浓度进行测试。炼厂胺吸收工艺描述图10.1所示是广义的炼厂胺吸收装置流程图。装置包括燃料气吸收塔、液体吸收塔、氢循环吸收塔、胺再生塔（有时叫做汽提塔）和闪蒸罐，或者更准确地讲，除了需要的泵、换热器和其他辅助设备外，还有一台三相分离器。图10.1 配备多台吸收塔的炼厂胺吸收装置气体吸收塔一般有20个塔盘（或者等同量的填料），除非吸收塔是根据硫化氢选择性专门设计的。气体进料通过塔底分配器进入吸收塔。为了最大程度吸收气体，吸

10、收塔在高压低温下操作。气体进料的温度最好在27°C至38°C（80°F至100°F）的范围，但是高达54°C（130°F）的温度很普遍。气体自下而上通过吸收塔。胺溶液在塔顶附近进入吸收塔，也要通过一个分配器。胺溶液自上而下流过所有塔盘，与逆向流动的气流接触，吸收工艺过程中的酸气组分。胺溶液变成富含酸气，通常叫做富胺。也有叫“肥胺”（flat amine）的。通常，液体吸收塔里的塔盘数量（或者等同数量的填料）没有气体吸收塔的塔盘多。液体吸收塔必须平衡良好混合即良好酸吸收的要求与良好相分离的要求。塔里的液位通常要保持在接近塔顶。本体相通常

11、是胺溶液，而不是烃进料流体，但是，反过来也是可行的。液体吸收塔的操作温度为49°C至60°C（120°F至 140°F）。烃进料、处理后的烃产品、胺进料以及富胺进出吸收塔的情况与描述的气体吸收塔是一样的。来自几个吸收塔的富胺可以在闪蒸罐里合并在一起。闪蒸罐在较低压力下操作，闪蒸出可以溶解的轻烃，这样有助于除去夹杂的或冷凝的烃。闪蒸气通常被送回炼厂燃料气系统。闪蒸罐内装液体分离构件，一般称之为三相分离器。可以从富胺里撇去夹杂的烃，减少在再生塔或胺过滤器里积存的烃量。闪蒸罐的压力决定了是否需要用富胺泵把富胺送入再生塔。富胺溶液用泵增压后通过贫胺/富胺换热器。

12、富胺在管程，可以减小局部压力变化，因为压力变化会引起胺溶液闪蒸。富胺一般加热到82°C至99°C（180°F 至210°F）。在贫胺/富胺换热器之后，热的富氨被送进胺再生塔的塔顶部分。富胺溶液进入再生塔时，用泄压阀降低富胺溶液的压力。当胺溶液在再生塔里自上而下流动时，因为压力降低并利用再生塔里的热量，从胺溶液里汽提出酸气。因为反应平衡从盐类转变为胺和酸气，所以酸气就释放出来了。流体的汽提过程降低了蒸汽相中酸气的蒸汽压，促进反应平衡进一步朝向胺和酸气方向转变。再生塔的塔顶流体由水蒸气和酸气组成，温度大约99°C至113°C（210

13、76;F至235°F）。大多数设计采用常用的冷凝器和收集器。蒸汽冷凝后，作为回流被送回再生塔，一般温度为43°C至60°C（110°F至140°F）。胺溶液在再生塔里向下流动，到达重沸器，重沸器的操作温度110°C至127°C（230°F至260°F）。正常情况下，到达重沸器之前，胺溶液里大部分硫化氢和二氧化碳已经被脱除。重沸器的载热体温度应当限制在149°C（300°F），以减少胺的热降解，并且，一般规定采用65磅/平方英寸（绝压）的饱和蒸汽。从再生塔塔底排出的胺叫做贫胺，因为剩余酸

14、气浓度很低。热的贫胺在贫胺/富胺换热器里冷却到大约77°C至88°C（170°F至190°F），再用贫胺冷却器进一步冷却后，贫胺再送入吸收塔。进入气体吸收塔的贫胺温度比气体进料温度高2.7°C至6°C（5°F至10°F），由此减少烃的冷凝。通常，进入液体吸收塔的贫胺进料温度大约为54°C（130°F）。胺溶液应当用微粒过滤器和活性炭过滤器过滤，甚至日常要和一乙醇胺一样使用再生回收器。老的设计主要对贫胺进行过滤，因为主要关注的是可能暴露于硫化氢的问题。比较新的胺吸收装置设计采用富胺过滤似乎更有效。

15、有些设计对贫胺和富胺流体都过滤。微粒过滤器用于除去腐蚀产物和其他固体杂质。活性炭过滤器除去表面活性剂和烃。用这两种过滤器除去水溶有机酸时都不太有效。在许多设计中，气体吸收塔之前有台气液分离罐，除去进料里夹杂的水和液烃。气液分离罐能够有效除去水溶性化合物，如有机酸、无机酸和氨。尾气处理装置尾气胺处理装置（TGU）是硫磺厂尾气排放到大气之前，除去尾气中的硫化氢和其他硫组分的最后一道关口。图10.2是广义的尾气胺处理装置工艺流程图。图10.2 急冷塔和尾气处理装置基本胺吸收系统与尾气胺处理装置之间最重要的差别是：· 尾气胺处理装置吸收塔压力非常低· 气体进料的组成· 处

16、理后的气体需要达到非常低的硫化氢含量尾气胺处理装置吸收塔一般操作压力为5磅/平方英寸（表压）或更低，而相比之下，基本胺吸收装置吸收塔的操作压力大约为7.25 kPa 至72.5 kPa 50磅/平方英寸（表压）至500磅/平方英寸（表压）。较低的操作压力减少了每摩尔胺将要吸收的酸气的量，所以，尾气胺处理装置的富胺负载比大多数其他系统要低。尾气胺处理装置的气体进料主要含有氢气、氮气、二氧化碳、硫化氢。因为从尾气胺处理装置汽提塔排出的酸气要循环到硫磺厂，所以不想要它吸收二氧化碳。这意味着，在尾气胺处理装置中，只有选择性胺溶剂，如甲基二乙醇胺，才是有益的。腐蚀现象其他工艺装置中影响腐蚀速率的大多数变

17、量，在胺吸收装置中同样是非常重要的。这些变量包括：· 温度· 流速· 腐蚀剂浓度 （参见第一章腐蚀与其他失效中有关影响腐蚀速率的变量的详细叙述）有三个变量造成或者促成胺吸收装置发生腐蚀，即酸气闪蒸、热稳定盐的生成、胺的降解。胺吸收装置中，酸气闪蒸是个反复发生的问题，因为它造成局部金属表面的pH值远低于本体溶液的pH值。当压力和温度低于溶液的沸点时，能够发生酸气闪蒸。这是温度升高或者压力降低打破了酸气/胺反应平衡的结果。正常情况下，在胺吸收装置中大部分区域，胺溶液的高pH值对碳钢构成相对没有腐蚀性的环境。但是，胺溶液里吸收了硫化氢、二氧化碳、强酸后，局部降低了pH值

18、，造成严重的酸腐蚀。在装置的高温区域，腐蚀特别有侵蚀性。富胺在贫胺/富胺换热器里加热，如上文描述的，从盐转变成胺、酸气和胺盐之间的化学平衡。在高富胺负载和压力降低的条件下，更容易发生酸气闪蒸。酸气的闪蒸产生几乎不含胺的蒸汽相，防止在重新冷凝点出现低pH值条件。流速对腐蚀有直接和间接的影响。提高流速就可能实际破坏硫化铁保护垢膜并增加腐蚀性化合物的有效浓度，从而直接加快腐蚀。如果胺溶液里存在固体杂质或者两相流，就会加快硫化铁保护膜的实际破坏。提高流速会形成较高局部压力与较低局部压力区域，从而间接加快腐蚀。压力的局部变化使酸气从本体胺水溶液里闪蒸出来。蒸汽泡在管道、泵、换热器里瘪泡（空泡作用与液滴冲

19、击作用）使流体造成材料的实际破坏。腐蚀可能性最大的地方是重沸器、热贫胺管道、贫胺/富胺换热器、热富胺管道、再生塔、再生塔塔顶系统。由于高温和流动引起的压力波动，所有这些部位都可能发生酸气闪蒸、空泡腐蚀或者液滴冲击。腐蚀剂在胺吸收装置中，大多数腐蚀属于酸性腐蚀。进入系统的酸性腐蚀剂包括二氧化碳、硫化氢和各种强酸。表10.1列出了最常见的腐蚀剂。二氧化碳和硫化氢是浓度最高的腐蚀成分。二氧化碳的pKa值仅比硫化氢略低一点，但是，经验表明它更具腐蚀性。表10.2列出了常用胺类的化学数据。表10.3表达了胺吸收系统发生的腐蚀反应。表10.1 部分物质的化学数据pKa 分子量 (25°C)分子式

20、氯化氢36.46-6.1HCl硫酸96.06-3.0H2SO4硫代氰酸59.09-1.85HSCN硫代亚硫酸114.140.60H2S2O3草酸90.021.27HOOCCOOH二氧化硫64.061.89SO2 + H2O甲酸46.023.75HCOOH乙醇酸76.033.83CH2OHOOH乙酸 60.034.76CH3COOH丁酸88.114.82CH3CH2CH2COOH丙酸74.054.87CH3CH2COOH二氧化碳44.016.36CO2硫化氢34.086.97H2S氢氰酸 27.029.21HCN铵离子18.049.24NH4+1表10.2 常用胺类的化学数据 pKa分子量 (2

21、5°C)分子式甲基二乙醇胺(MDEA)119.168.56(HOCH2CH2)2NCH3二乙醇胺 (DEA)105.148.90(HOCH2CH2)2NH二异丙醇胺(DIPA)133.19 8.97 (HOCH2CH2CH2)2NH一缩二乙二醇胺(DGA)105.149.50H(OCH2CH2)2NH2一乙醇胺 (MEA)61.089.52HOCH2CH2NH2表10.3 胺吸收装置中可能发生的腐蚀反应二氧化碳 CO2 + H2O « 2(HO)-C=O « H+ + HCO3-(6) Fe + 2H2CO3- ® Fe(HCO3)2 + H2(7) F

22、e(HCO3)2 + H2O ® Fe(OH)2 + CO2(8) Fe + (CO2+H2O) ® FeCO3(9)硫化氢 Fe ® FE+2 + 2e-(10) H2S « H+ + HS-(11) FE+2 + HS- ® (FeSH)+(12) (FeSH)+ + HS- ® (HS-Fe-SH)(13) (HS-Fe-SH) + (FeSH) )+ ® (HS-Fe-S-Fe-SH)(14) (HS-Fe-S-Fe-SH) + HCl- ® (HS-Fe-S-Fe-Cl) + H2S(15) Fe + H

23、2S ® FeS + H2(16)氧 3Fe + 4H2O ® Fe3O4 + 4H2（磁铁）(17) 4Fe + 3O2 + 6H2O ® 4Fe(OH)3（氢氧化铁） (18) 2Fe(OH)3 ® Fe2O3 + 3H2O（氧化铁）(19)有机酸 Fe(OH)3 +2(CH3COOH) ® Fe(C2H3O2)2OH + 2H2O (醋酸铁) (20) Fe + 2(CH3COOH) ® Fe(CH3COO)2 + H2 (醋酸亚铁) (21)无机酸 2Fe(OH)3 + 3(H+ + HSO4-) ® Fe2(SO4

24、)3 + 6H2O (硫酸铁) (22) Fe + H2SO4 ® FeSO4 + H2 (硫酸亚铁) (23) FeS + 6HCN ® Fe(CN)6-4 + H2S + 4H+ (24) Fe + 2HSCN ® Fe(SCN)2 + H2 (硫氰酸亚铁) (25) 2Fe + 6HSCN ® Fe2(SCN)6 + 3H2 (硫氰酸铁) (26)热稳定盐 HCOO- + H+ + (HOCH2CH2)2NH « (HOCH2CH2)2NH2+ + HCOO- (27) (HOCH2CH2)2NH + H+ + HSO4- «

25、(HOCH2CH2)2NH2+ + HSO4- (28)强碱杂质 4NaOH + Fe3O4 ® Na2FeO2 + 2NaFeO2 + 2H2O (29) 2NaOH + FeS ® Fe(OH)2 + Na2S (30)氨 NH3 + H2S « NH4+ + HS-（硫氢铵） (31)二氧化碳溶解在胺溶液里，生成碳酸（反应式6）。碳酸与铁反应，生成碳酸铁（反应式7和8），通常其不能保护金属，所以金属仍会继续发生腐蚀。在处理的硫化氢非常少或者没有的装置里，产生的腐蚀产物由碳酸铁、铁的氧化物及氢氧化铁组成（反应式7至9）。硫化氢与铁反应，生成硫化铁垢膜，在许多装

26、置中硫化铁垢膜能够防止金属继续发生腐蚀。认为铁与硫化氢的反应（反应式10至16）是一步步发生的，并且假定硫化铁“聚合物”生成时，每个末端都有个二硫化物离子。在此结构中夹杂另一种离子，如氯化物，就会终止它的生长，并且，假如存在足够高的浓度，就会破坏防护膜。文献中已经报告了磁铁垢膜。如反应式17所示，能够生成磁铁保护垢膜。在处理二氧化碳但没有硫化氢的系统里，磁铁自然生成保护垢膜并沉积在金属表面。温度高于大约110°C至116°C（230°F至240°F）时，会生成磁铁保护垢膜。氧与所有烷醇胺都发生反应，生成甲酸、草酸及少量乙酸。胺中氧浓度高也会导致生成氧化铁

27、和氢氧化铁（反应式18和19）。胺污水和补充水是氧进入胺系统的传统途径。许多气体进料含有来自上游工艺低浓度的氧，如来自流化催化裂化装置。如果把胺吸收装置进料、补充水和胺储槽里的氧除去，就可以减少因氧引起的胺降解和腐蚀问题。如果胺溶液被比硫化氢或二氧化碳更强的酸污染，就会完全改变腐蚀状况。再生塔无法有效除去强酸盐类，它们会进入汽提塔塔底、重沸器和热贫胺管道。这些酸会与胺生成热稳定胺盐（HSAS），因为正常的装置操作基本上无法除去这些酸。这些酸既包括甲酸盐、乙酸盐、草酸盐的有机酸，也包括氯化物、硫酸盐、氰化物、二氧化硫、硫代硫酸盐、硫代氰酸盐的无机酸。据报告，有机酸是胺和氧之间反应，以及二氧化碳、

28、一氧化碳、氧和轻烃之间反应生成的。原油和许多原油馏分中，包括胺吸收装置的进料中，也发现这些酸。这些酸与铁的反应（反应式20和21）产生可溶解于水的腐蚀产物。在进料中也有无机酸，胺溶液里也会生成无机酸。进入胺系统的大多数液体和气体进料含有浓度很低的氯化物、硫酸盐、硫代硫酸盐、氰化物和硫氰化物。已经查明，来自原油蒸馏装置、减压蒸馏装置、焦化装置、流化催化裂化装置的进料含有这些组分。这些酸与铁及硫化铁这样的铁的腐蚀产物发生反应（反应式22至 26），生成可以溶解于水的和不溶解于水的铁盐。热稳定胺盐的生成表明气体处理能力的损失，因为胺假如与另一种更强的酸发生反应（反应式27和28），胺就无法吸收酸气了

29、。术语“热稳定”表达并不完全贴切，因为这些盐类有相当数量已经在再生塔里解离了，在再生塔的塔顶能够发现这些酸。这些酸溶解在塔顶冷凝蒸汽中，并作为回流返回再生塔。采用塔顶循环回流而不是传统冷凝器的系统，循环水里会聚集大量强酸。可以采用几种经验方法，在需要采取纠正行动之前，可以使热稳定胺盐达到允许的最大浓度。最早的法则规定2% 热稳定胺盐（以胺表示）作为发生问题前的安全极限。之后，第二法则允许以胺浓度的10%作为安全极限。看来此第二法则是对第一法则的改良，并且适用于工业上普遍采用的二乙醇胺和其他胺类。经验表明，二乙醇胺通常能够采用热稳定胺盐最大为胺浓度的10%（28%二乙醇胺；0.1 = 2.8%

30、（重量）热稳定胺盐作为二乙醇胺），但是，甲基二乙醇胺（MDEA）应当限制更低的浓度。热稳定胺盐最常用的控制方法是靠正常胺溶液损失、胺再生回收，或者故意排放胺溶液或回流。应用常压蒸馏、减压蒸馏、离子交换和专利方法可以从胺溶液里选择性地除去热稳定胺盐。从腐蚀角度看，所有这些方法都是有益的。就地中和热稳定胺盐是工业上普遍采用的做法，可以恢复酸气脱除能力。中和后的热稳定胺盐对腐蚀的影响是工业上目前关注的问题。加入强碱，如氢氧化钠，可以恢复酸气脱除能力，但是，这种盐会留在溶液里。如反应式29和30所示，如果强碱用量过多，能够破坏金属上的硫化铁保护垢膜。这样会造成溶液中固体杂质太多，但是，通常需要几周或几

31、个月时间才会发生这样的破坏结果。大多数数据表明，用强碱中和热稳定胺盐减缓了腐蚀，但是，至少有一例报告，这样做法却增加了不锈钢的腐蚀。可以用滴定法或离子色谱仪测量热稳定胺盐的浓度，后者用于直接测量每种酸。用滴定法不能报告用强碱中和热稳定胺盐所用的量。离子色谱仪测量每种阴离子的浓度，因为存在麻烦问题时，热稳定胺盐的生成量会明显增加。离子色谱仪报告中和的酸和热稳定胺盐数据。酸气的过量汽提能够造成高腐蚀速率，并且除去酸气的效率非常低。热贫胺里含有的硫化氢太少了，所以，无法保持致密的硫化铁保护垢膜。暴露的金属能够被溶液中其他酸侵蚀。采用甲基二乙醇胺时，热贫胺管道里因为过量汽提而发生腐蚀的问题比用其他胺类

32、更普遍。再生塔塔顶系统里的腐蚀是二氧化碳、硫化氢和冷凝蒸汽里溶解的其他酸类引起的。塔顶一般存在氨和低浓度胺，使pH值持续下降太低。塔顶冷凝液里能够聚集高浓度硫氢铵（反应式31），使加氢处理装置反应器流出物产生许多问题。通常做法是排放回流，以此除去氨和一些酸性成分。胺降解由于暴露在高温下以及存在氧和一氧化碳等化合物，烷醇胺会发生降解。由氧生成的降解产物包括甲酸和草酸这样的有机酸。含有硫化羰（COS）、二硫化碳（CS2）和二氧化碳的系统中，一乙醇胺（MEA）、二异丙醇胺（DIPA）、一缩二乙二醇胺（DGA）和二乙醇胺（DEA）也会生成降解产物。有关二乙醇胺（DEA）的二氧化碳降解资料有很多，在此不

33、再重复。许多这样的降解产物是螯合剂，它们有足够强的化学性质能够除去氧化铁或硫化铁垢膜里的铁，并且也许能够直接除去基底金属里的铁。开裂现象胺吸收装置的碳钢部件发生开裂是由于以下两个主要现象：· 碱致应力腐蚀开裂· 湿硫化氢开裂在此用的术语“湿硫化氢开裂”描述的是因为氢进入钢里而发生的许多开裂和鼓泡机理，如氢致开裂（HIC）、硫化物应力开裂（SSC）、应力定向氢致开裂（SOHIC）、氢鼓泡。使用“纯净钢”以及更广泛地采用焊后热处理（PWHT）已经成为减少湿硫化氢开裂发生的最常用的做法。因为氢渗入是腐蚀引起的，所以，只要是能够减少腐蚀的任何方法，都能够减少湿硫化氢开裂。碱致应力腐

34、蚀开裂可以用焊后热处理来控制，并且要避免在特定的环境中选用不适用的合金。总的说来，在比较温和的（温度较低）条件下，一乙醇胺（MEA）比二乙醇胺（DEA）及甲基二乙醇胺（MDEA）更容易使钢发生开裂。在环境温度下，一乙醇胺都能够使钢发生开裂。温度低到60°C（140°F）时，二乙醇胺能够引起钢的开裂。就应力腐蚀开裂而言，二乙醇胺和甲基二乙醇胺的腐蚀特性相似。在使用胺的环境中，如果碳钢没有消除应力，在最高温度下操作的部位最容易发生开裂。在再生塔塔底温度下115°C至138°C（240°F至280°F），碳钢材料能够迅速而又大面积的发生开裂

35、。有些炼厂建议对使用一乙醇胺的所有压力容器消除应力，而不管操作温度如何。在一乙醇胺使用条件下的管道，假如操作温度高于37.8°C（100°F），就应当消除应力。间歇使用的管线，如再生塔向外泵送到胺储槽的管线，也应当考虑。缓蚀剂一般说来，缓蚀剂未必能够控制胺吸收装置里的碳钢腐蚀。即使是恰当操作的胺吸收装置，假如使用缓蚀剂，防腐效果也微乎其微，甚至会引起其他问题，如起泡和积垢。无论如何，如果使用缓蚀剂，适合胺吸收装置的缓蚀剂基本上分为以下两大类：· 成膜型缓蚀剂· 钝化型缓蚀剂 成膜型缓蚀剂是有机氮化合物（或者是化合物的混合物），它们附着在金属表面，形成一层

36、防护性阻隔膜。钝化型缓蚀剂与金属及局部环境发生反应，生成保护性垢膜。胺吸收装置里用的成膜型缓蚀剂必须与胺溶液及工艺过程相容。与大多数其他处理装置相比，胺吸收装置有其独特之处。系统的pH值范围很宽，在重沸器接近中性，是pH 7，而在吸收塔顶部pH值为11至12.5。胺吸收装置也使缓蚀剂在系统里循环，因为缓蚀剂很少有机会随产品从系统里排出。假如缓蚀剂的配方不合适，起泡问题也很麻烦。准备用于胺吸收装置的任何缓蚀剂应当按照供应商推荐剂量进行试验，并且推荐剂量要试验几次。二十多年前，人们开始使用成膜型缓蚀剂，有些申请了专利，因为它们有特别的能力保护胺系统不发生腐蚀，同时不会发生起泡这样的不利影响。研究表

37、明，有些缓蚀剂非常有效，因为能够生成更多硫化铁保护垢膜。成膜型缓蚀剂也可以对系统中已有沉积物起到分散剂作用。初次注入这些产品之一后，溶液里的固体物含量会迅速增加，并引起严重的起泡问题。虽然不同装置，缓蚀剂注入位置不尽相同，但是，常见的做法是用小股回流注入再生塔的塔顶。成膜型缓蚀剂的挥发性很小，必须在合适的位置注入，才能保护塔顶系统。或者，能够注入少量浓度较高的胺溶液，防止塔顶系统发生酸腐蚀。在其他装置中，将可在水里分散的成膜型缓蚀剂直接加入正在循环的胺溶液里。通过监测腐蚀活性，决定缓蚀剂进料流量和浓度。钝化型缓蚀剂依靠在金属表面就地形成保护性垢膜。老的配方包括偏钒酸钠以及砷、锡、铋的化合物。这

38、些缓蚀剂应当用于仅仅处理硫化氢或二氧化碳的系统里。但是，伴随这些缓蚀剂发生的环境污染问题迫使人们几乎不再使用它们。新配方应用除氧剂协助生成磁铁（Fe3O4）。假如是在适宜的条件下形成的，磁铁垢膜有很好的保护作用。在其他条件下，如温度太低时，形成的磁铁没有保护作用。磁铁垢膜的反复形成和破碎，反而会加快腐蚀速率。一般来讲，当温度低于107°C至115°C（225°F至240°F）时，除氧剂和钝化剂是不会形成保护性垢膜的。磁铁垢膜还必须与硫化铁及碳酸铁垢膜的生成相竞争。已有报告，在不同类型的垢膜边界上发生了电化腐蚀。除氧剂偶尔用于除去氧，因为它们能够反应生成有

39、机酸、硫代硫酸盐或硫酸盐。结构材料碳钢是胺吸收装置结构中用得最多的合金。在许多装置中，碳钢使用状况良好，而在另一些装置中，碳钢迅速腐蚀破坏了。人们仍然选用碳钢制造换热器壳体、容器、大多数换热器管束、管道。塔盘、填料和紧固件通常选用410、304或316不锈钢制造，但偶尔也用聚丙烯或陶瓷填料。通常规定，泵用铸铁壳体，叶轮用316或317不锈钢。流量控制设备通常采用铸铁本体，而内部构件用316不锈钢或17-4PH。重沸器管束普遍采用碳钢，但使用316和304不锈钢的情况在增加。贫胺/富胺换热器通常采用304或316不锈钢制造，但几年前，碳钢更加盛行。贫胺冷却器通常用碳钢制造。汽提塔塔顶冷凝器通常用

40、碳钢制造，但是，也有用不锈钢和钛钢制造的。为消除开裂危险，容器应当用“纯净钢”制造，并要恰当进行焊后热处理。也可以采用碳钢容器，并用316L堆焊或者内壁用316L不锈钢包覆衬里。腐蚀监测已经用多种方法成功实施腐蚀监测，如腐蚀挂片、电阻探针、线性极化探针、氢探针和贴片探针及其他方法。应当用腐蚀挂片确保电阻探针或线性极化探针的恰当工作。腐蚀挂片或插入式探针一般用于监测装置热区的腐蚀，诸如：· 重沸器进料管线· 热贫胺管道· 热富胺管道· 汽提塔塔顶冷凝器已经用胺溶液分析监测金属浓度，但是，认为结果不太可靠。即使装置出现很小的反常操作情况，也会使任何指定日期的

41、胺溶液里存在的可溶性铁或不溶性铁的量显著增加或减少。并且，胺溶液的样品应当完全酸化，才能保证获得良好的铁分析结果。取样技术和取样频率也限制了胺分析技术的应用，使它无法成为腐蚀监测工具。腐蚀控制措施胺吸收装置的恰当操作是控制腐蚀最有效的方法。影响腐蚀的关键变量包括：· 温度· 压差· 酸气负载· 热稳定胺盐浓度· 胺浓度· 溶液流速· 热回流采用以下措施可以减缓腐蚀：1. 进料合适的准备是减少胺污染和腐蚀最有效的方法之一。能够用入口分离器除去入口气体中夹杂的水分。把水注入此分离器上游，以便从进料里除去许多会形成热稳定胺盐的酸。液体进料常常比气体进料含有更多的酸性成分。在入口分离器之前注入水洗时，应当采用可以获得的最好的水质。水洗时加入苛性碱可以增强除去强酸。如果使用含硫污水作为水源，会增加气体进料中的酸浓度。含硫污水汽提后往往达不到可以接受的水质。2. 胺溶液温度不应当超过127°C（260°F）。如果重沸器平均温度超过129°C（265°F），能够造成侵蚀性腐蚀和胺的热降解。如果饱和蒸汽压力超过65磅/平方英寸（绝压），能够造成很高的