变换冷凝液汽提系统腐蚀原因探讨.pdf

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1、小氮肥第42卷第8期2014年8月l3变换冷凝液汽提系统腐蚀原因探讨．张金华(神华包头煤化工有限责任公司内蒙古包头014010)放空0前言神华包头煤化工有限责任公司(以下简称包头煤化工公司)以煤为原料经过气化、气体净化冷凝液后合成甲醇，净化装置变换汽提系统主要作用为分离塔处理CO变换单元低温工艺冷凝液，将工艺冷凝液中的NH汽提出去，保证气化外排水中NH，含量达标。由于冷凝液中溶有NH，H：S，CO等气汽提体和煤中其他元素，在运行过程中变换冷凝液汽去气提系统腐蚀特别严重，对下游硫回收装置稳定运行造成较大影响，给现场安全生产和环保排放造成较大压力。低压冷凝液泵1汽提系统工艺

2、流程图1变换冷凝液汽提系统工艺流程塔顶冷凝器每隔3～5个月更换1次，回流泵机封来自变换单元洗氨塔底部和第5水分离器的和阀门半月左右更换1次。由于净化单元变换冷冷凝液(约143t／h)先进入低温冷凝液洗涤分离凝液汽提系统设备在运行中存在严重腐蚀，频繁塔闪蒸出部分CO，闪蒸气经脱盐水洗涤之后随检修造成该汽提系统运行率偏低，不凝气现场放低温甲醇洗尾气放空，冷凝液经塔顶冷凝器加热空，冷凝液汽提效果不好，对下游硫回收装置稳定后进入冷凝液汽提塔的上部，用从塔底部进入的运行造成较大影响，同时造成气化装置外排废水0．46MPa(表压)饱和蒸汽进行汽提；塔顶出来的氨氮超标，严重影响安全生

3、产和现场操作环境，对汽提气经塔顶冷凝器用低温冷凝液冷却至约安全环保生产极为不利。105o【=后，含氨不凝气送至硫回收装置处理，塔底的冷凝液经低压冷凝液泵升压后送至气化装置循3原因分析环利用。设计进汽提塔低温冷凝液中氨体积分数塔顶不凝气组分(体积分数)：H060．00％，为4210×10～，汽提塔压力为0．35Mr'a(表压)，H21．67％，CO234．50％，NH32．00％，CO0．69％，温去硫回收装置的变换不凝汽温度为105℃，汽提度133cI=，压力0．35MPa。冷凝液成分分析见表i。塔塔顶温度为133℃。变换冷凝液汽提系统工艺表1冷凝液成分分析流程见图1。

4、2存在的问题主要表现在塔顶冷凝器腐蚀穿孔、回流泵机封频繁更换、阀门腐蚀内漏、回流管线弯头处和塔顶回流塔盘腐蚀损坏，造成汽提系统不能正常运行，给现场安全生产和环保造成较大压力。一般，14小氮肥第42卷第8期2014年8月由于冷凝液中含有的NH，，HS，CO以及的加快以及cl一含量的升高，腐蚀的破坏程度逐cl一等成分都是腐蚀介质，特别是在冷凝回流液渐加大。钢管的破坏形貌可能与具有强腐蚀性的中，这些腐蚀介质得到了进一步浓缩，从而加剧了冷凝液流过钢管侧面有关。腐蚀。经过分析，变换冷凝液汽提系统主要存在(5)其他腐蚀。另外还存在应力腐蚀、酸性以下腐蚀：和碱性腐蚀，主要表现在腐蚀泄

5、漏大多首先发生(1)垢下腐蚀。NH和cl一在气相生成大量在焊缝处。的NHC1结晶，进而导致垢下腐蚀。Cl一与H：s4解决措施在设备内发生腐蚀反应生成FeS和HC1，FeS作为沉淀附着在管壁上，FeS在操作波动或开、停车阶弯头表面腐蚀主要是坑点状，以氯离子腐蚀段脱落并在特定的管件位置聚集，而HC1作为强为主；换热器管板处主要以NHC1和NHHS电酸，会严重腐蚀设备。化学腐蚀为主；在管线和塔盘处主要以NH，HS(2)气液冲刷腐蚀。气液冲刷腐蚀主要集中以及CO的均匀腐蚀为主。由于腐蚀种类较多，在弯头、塔盘以及气液两相管线处，主要是汽提塔各处腐蚀情况不一样，并且相互影响，究竟哪

6、种腐塔顶气体在塔顶冷却器冷凝分离时发生了剧烈的蚀为主，主要腐蚀机理怎样，现在还不太清楚。因NH，和CO：气液分离的物理过程，造成冲刷此，只能采取措施缓解其中某些腐蚀，并不能彻底腐蚀。解决。(3)cl一对不锈钢电化学腐蚀。在含有cl一(1)从材质方面考虑的水溶液中，不锈钢表面的氧化膜被溶解，在基底2011年至2012年，将回流泵叶轮，机封，回金属上生成孔径为20—3Om小蚀坑，这些小蚀流泵进、出口管线，塔顶换热器换热管材质由304坑便是孑L蚀核。在外加阳极极化条件下，只要介和321更换为316L，同时通过增加管壁厚度，设质中含有一定量的cl一，便可能使蚀核发展成蚀备使用寿

7、命能延长1至2倍，回流管线和机泵腐孔，孔内主要发生阳极溶解。从现场腐蚀颜色看，蚀有所改善，但在换热器管束和管板处腐蚀还较主要是不锈钢中的cr腐蚀。严重。2012年，将汽提塔上层塔盘材质由316L(4)NHC1和NHHS的电化学腐蚀。在低更换为加厚碳钢；2012年10月起，逐渐将回流管温区(105clC)，NHC1和NHHS结晶附着在塔顶线和塔顶冷凝器材质由316L更换为加厚碳钢，根冷凝器管板处，在垢下产生电化学腐蚀。通过对据腐蚀情况定期更换。从运行效果看，与316L使换热器的换热管进行腐蚀分析，塔顶冷凝器不锈用寿命相当。钢管外表面沿长轴方