氨汽提塔腐蚀与防护

—氨汽提塔腐蚀与防护在尿素生产中，最主要的腐蚀介质是温度与压力较高的尿素甲铵溶液，其对装备的腐蚀问题长期以来始终困扰着尿素工业的发展，20世纪8020XX年X月以来，我国引进的大型尿素装置中（300kt／a合成氨加工成520kt／a尿素装置），多数采纳Snam公司的氨汽提技术，主要装备选用Ti及Ti衬里技术装备，从近年以来的工艺运行状况来看，氨汽提工艺牢靠，能耗较低，但汽提塔的腐蚀问题比拟严峻，始终困扰着生产装置的长周期稳定运行。1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，在高温下对装备的腐蚀较为严峻，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）具有强复原性，使钝化金腐不易形成钝化膜而产生严峻的活化腐蚀，特别是在温度上升时，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。管板耐蚀层外表有一层爱护涂层，该涂层对装备衬里及列管角焊缝起到爱护作用。Ti材在高温的尿素甲铵溶液中具有良好的抗腐蚀性，尿素甲铵溶液在装备管道中的流速超过某一临界值，流体显现涡流流淌或有杂质显现时，介质的机械冲刷作用破坏了Ti的外表钝化膜并阻碍其再钝化，使金属处于没有外表膜或外表膜不完善的状态，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峻，管壁变薄，30多根管头已经穿孔，管板衬里爱护层脱落，管箱壁厚减薄，已导致装备存在严峻的隐患。针对汽提塔上述的腐蚀情况，实行了以下方面的防腐蚀措施。2氨汽提塔防腐措施2．1运用复合金属管为了查找比钛材更耐腐蚀，同时加工更加便利的汽提塔管材，而且不增加装备的投资费用，意大利Snam公司研制出25—22—2CrNiMo一锆复合金属管。它是由两种管子搭配而成，外管材料是6i：2mm的25—22—2CrNiMo，内管材料是δmin=7mm的锆，利用冷拔工技术使这两层管子粘结在一起，锆的运用温度高达230℃，在200℃以下其耐蚀性能高出钛约一个数量级。采纳复合金属管的汽提塔在运行13000h后，用涡流方法检查，去发现有腐蚀现象，装备的运行情况良好。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材的运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，掌握尿素生产中的工艺温度是掌握腐蚀的有效手段。来自合成塔的物料在进入汽提塔之后，壳程的蒸汽压力应掌握在1．1～1．2MPa之内，每10min提高0．1MPa，温度应掌握在210℃以下。当液位高达满液时，放液应缓慢进行，慢慢地打开液位掌握阀，向系统内放料，不要将汽提塔的液位放空，投料负荷应掌握在50％左右，加负荷时肯定要缓慢地进行，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，在汽提塔中参加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，在二氧化碳中参加氧也是掌握腐蚀的重要因素，加氧后可以转变介质的强复原性，使其呈现较强的氧化性，在Ti的外表形成稳定的氧化膜。加氧量到达某一临界值（对Ti材约为3X10（-6），即3ppm）以上，其腐蚀速度可以降到答应的稳定