乙醇胺蒸氨塔塔底泵腐蚀原因分析.pdf

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1、624化工机械2011钲乙醇胺蒸氨塔塔底泵腐蚀原因分析郑英杰聿1’2李多民1段滋华2剐雁’(1．广东石油化工学院机电上程学院；2．太原理工大学化学化工学院)摘要对某企业乙醇胺生产装置中蒸氨塔塔底泵腐蚀原因进行分析，探讨了该泵可能出现的腐蚀形式及腐蚀机理，指出影响该泵腐蚀的因素并提出一些防护的措施。关键词泵乙醇胺腐蚀发泡净化中图分类号TQ051．2l文献标识码B文章编号0254-6094(2011)05-0624-04某公司6kt／a乙醇胺装置2000年10月建成50m3的环氧乙烷中间罐、一个管式反应器和6

2、条投产，2008年11月检修发现混合乙醇胺部分设分馏塔组成，设计能力为6kt／a乙醇胺。该公司备及管线腐蚀较为严重。其中蒸氨塔底A、B两乙醇胺生产装置包括原料反应、蒸氨脱水和产品台循环泵运行不稳定，已经影响到装置的正常运精制3个工序。行。循环泵型号SGM-A2，由上海日机装屏蔽泵装置采用管式反应工艺，高浓度液氨与环氧有限公司生产，泵体及叶轮材料为304不锈钢，扬乙烷按一定的配比在一定的温度、压力及催化剂程为12m，流量为18m3／h，进口温度140。C。拆检的作用下反应生成一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺发现

3、该泵腐蚀较为严重，影响了装置的正常生产。混合物，经蒸氨塔、脱水和高真空精馏分别制得符1乙醇胺生产装置工艺流程合质量要求的乙醇胺产品。该装置工艺流程如图该装置主要由两个50m3的液氨贮罐、一个1所示。氨尾7e抽真率抽真窄去Inl收塔反应器(I：)底水收塔燕氨塔泵塔(下J图l乙醇胺装置工艺流程简图$郑英杰，男，1985年5月生，硕士研究生。广东省茂名市，525000。MEA(99％wt)DEA(99％wt)第38卷第5期化工机械625发生腐蚀的塔底泵处于蒸氨脱水工序，该工序的简要流程为：来自反应器的混合液直接

4、进入蒸氨塔。由于压力骤然降低，混合料中闪蒸出大量氨气，并从塔顶出来进入旋风分液器分离出夹带的液滴，旋风分液器分离出来的液体返回蒸氨塔中，氨气则进入氨冷凝器冷凝成无水液氨，并依靠重力自流返回液氨中间罐。蒸氨塔釜液凭借泵在塔底与再沸器之间不断循环。塔底温度由再沸器的蒸汽补给维持，以尽量脱除釜液中的氨。塔底液位通过控制回路控制，底液从塔釜出料管导至闪蒸罐。蒸氨塔系统构成如图2所示。图2蒸氨塔系统的构成2泵盖和叶轮腐蚀及物料杂质情况拆开塔底泵检查发现泵盖和叶轮腐蚀严重，已经严重影响到该泵的正常运行。泵盖在泵人口位

5、置附近腐蚀较为严重，泵盖耐磨环在轴向方向有蜂窝状坑蚀出现，腐蚀坑大小不一分布不均，腐蚀坑表面有黑色物质覆盖，泵盖表面整体发黑失去光泽。泵大盖腐蚀情况如图3所示。泵叶轮表面出现腐蚀坑，材料脱落表面变得粗糙；叶轮流道出现大量的腐蚀坑，流道进出口叶片磨损严重材料剥落，叶片边缘呈锋利的锯齿状，可看到明显的图3泵大盖损坏情况减薄，流道完全失去原有的光滑性，口环端部也出现腐蚀坑。叶轮的腐蚀情况如图4所示。图4泵叶轮损坏情况蒸氨塔工艺主要是将来自反应器的乙醇胺及氨和水的混合液进行蒸氨脱水。由于中部进料，压力骤然降低，混

6、合料中闪蒸出大量氨气，氨气从塔顶排出，塔底混合液仍含有少量氨和软化水，塔底物料的成分见表l。表1蒸氨塔底物料成分％3泵盖和叶轮腐蚀原因分析对于泵盖和叶轮出现的腐蚀状况，基本可以断定为介质中杂质的腐蚀和泵中出现汽蚀而导致的。而杂质的氯离子可能导致304不锈钢出现晶体腐蚀和点蚀，泵壳和叶轮的腐蚀坑可能是杂质腐蚀和汽蚀共同作用的结果。3．1H：s及CO：的腐蚀原料氨液中含有H：S及CO：，因其易溶于乙醇胺液，则含有杂质的乙醇胺溶液会对金属材料造成腐蚀，该介质对材料腐蚀的原因有两个：一是CO：-H：S—H：0系统

7、的腐蚀；另一个是R，NHy-C02一H：s—H：0系统的腐蚀。3．1．1C02-H2S-H20系统在CO：-H：S-H：0系统中起腐蚀作用的是H：S和CO：，其电化学反应式如下：H2S=H++HS—HS一=H++S2C02+H20=H2C03H2C03=HCO，+H+626化工机械2011年HC03一=C032一+H+阳极反应：Fe_+Fe2++2eFe2++S2‘_FeSFe2++2HS一_+FeS+H2SFe2++C032。_FeC03Fe2++HC03一—}FeC03+H20+C02阴极反应：2H+

8、+2e—H2从反应式可以看出，304不锈钢在CO：一H：S-H：0介质中，可能因为其基体Fe元素不断溶解生成FeS和FeCO，，从而发生腐蚀。另外，研究表明溶液中加入H：S后，在弱酸性环境中，会加速不锈钢的电极腐蚀⋯。原因是H2S溶于H20中离解出HS一和S“，HS一和S2。吸附在金属表面，形成可加速电化学腐蚀的吸附复合物离子Fe(HS)二，吸附的HS一和S。使金属电位移向负值，促使阴极加速放氢，同时阻止原子氢结合成分子氢，促