1、二甲醇裝置腐蝕與防護(hù)
近年來(lái)隨著甲醇生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高,發(fā)展速度非常快。甲醇企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境特殊,工藝復(fù)雜,生產(chǎn)連續(xù)化要求高、產(chǎn)品差別化的比重逐年增加,所用的化工原料部分為有害氣體,對(duì)設(shè)備腐蝕性比較強(qiáng)。硫化氫為甲醇生產(chǎn)中的復(fù)產(chǎn)物,其腐蝕性很強(qiáng),它不僅對(duì)碳鋼,鋁和鋁合金有腐蝕性,而且對(duì)一般的不銹鋼也有一定的腐蝕性,所以在實(shí)際生產(chǎn)中,焊縫腐蝕,罐壁孔蝕,晶間腐蝕,應(yīng)力腐蝕等設(shè)備腐蝕的現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。
2、金屬腐蝕與防護(hù)簡(jiǎn)介
(1)腐蝕的定義
金屬腐蝕:金屬與環(huán)境組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的表面破壞稱為金屬腐蝕.
(2)腐蝕的分類
腐蝕的分類方法很多,有的按腐蝕環(huán)境分,有的按腐蝕形態(tài)分,也有的按腐蝕的現(xiàn)象或原因分。
①按環(huán)境分:
濕蝕:如水溶液腐蝕,大氣腐蝕,土壤腐蝕,化學(xué)藥品腐蝕等
干蝕:如高溫氧化,硫腐蝕,氫腐蝕,液態(tài)金屬腐蝕,羧基腐蝕等
微生物腐蝕:如細(xì)菌腐蝕,真菌腐蝕,硫化菌腐蝕,藻類腐蝕等
②按形態(tài)分:
全面腐蝕(均勻腐蝕),局部腐蝕(非均勻腐蝕)。
3、防腐技術(shù)現(xiàn)狀
(1)電化學(xué)保護(hù)
電化學(xué)保護(hù)是根據(jù)金屬電化學(xué)腐蝕原理對(duì)金屬設(shè)備進(jìn)行保護(hù)的方法。為陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)兩類。
(2)緩蝕劑和鈍化劑
緩蝕劑是指在腐蝕的介質(zhì)中加入少量的具有抑制金屬腐蝕功能的一類無(wú)機(jī)物或有機(jī)物的總稱。緩蝕劑有多種種類,較方便地可分為:鈍化劑、有機(jī)緩蝕劑、防銹脂和酸洗緩蝕劑。緩蝕劑的保護(hù)效果,用緩蝕效率來(lái)表示:
Z(K0-k)/K0×100%
式中:Z――緩蝕劑。%
未加緩蝕劑時(shí)金屬的腐蝕速度
加有緩蝕劑后金屬的腐蝕速度
緩蝕率達(dá)到100%,表明緩蝕劑能達(dá)到完全保護(hù),緩蝕率達(dá)到90%以上的緩蝕劑為良好的緩蝕劑,若緩蝕率為零時(shí),即緩蝕劑無(wú)作用。
(3)涂層
涂層也是一種有效的防腐蝕方法,涂層主要可以分為以下幾類:①金屬涂層②無(wú)機(jī)涂層。
4、二甲醇車間設(shè)備工藝及其腐蝕
在甲醇裝置中,常見的腐蝕形式如下:
(1)濕二氧化碳?xì)怏w的腐蝕
在合成氣中的二氧化碳與冷凝水結(jié)合生成碳酸,腐蝕碳鋼。這種腐蝕在60攝氏度左右尤為明顯,通常使合成氣換熱器等設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。
(2)電偶腐蝕
在甲醇裝置中,由于碳鋼和不繡鋼的不合理搭配二可能產(chǎn)生腐蝕。其通常發(fā)生在飽和減濕塔塔體和接管上。
①氫腐蝕
在高溫高壓下,剛中的碳同滲入的氫原子反映生產(chǎn)甲烷,甲烷有無(wú)法擴(kuò)散到剛的外表面,主要集聚在金屬的晶間處,最終形成高的局部壓力,使金屬開裂和鼓泡。
氫腐蝕過(guò)程即可能發(fā)生金屬表面,也可以發(fā)生在金屬內(nèi)部。隨著溫度和壓力的提高,氫對(duì)鋼的腐蝕作用增強(qiáng)。無(wú)論是高壓甲醇合成反應(yīng)器還是低壓的,都有氫腐蝕的存在。
②熱鉀堿的全面腐蝕
脫碳系統(tǒng)中的熱鉀溶液由于含有較多的由二氧化碳形成的碳酸,因此對(duì)碳鋼設(shè)備會(huì)造成全面的腐蝕。
③汽蝕
再沸器不透剛管子的損壞通常是由汽蝕引起的。這種腐蝕是由于管束外壁的實(shí)際溫度大大超過(guò)溶液的沸騰溫度,使管束表面的液體在極短的時(shí)間內(nèi)爆沸汽化,產(chǎn)生氣泡,隨著氣泡內(nèi)壓的增加,氣泡破裂。由于氣泡破裂對(duì)金屬表面起強(qiáng)烈的錘擊作用,不僅能破壞表面膜,而且可能順壞表面膜下的金屬,促進(jìn)金屬的腐蝕。
(3)常壓塔再沸器E508的防腐改造
二甲醇常壓塔再沸器器簡(jiǎn)介
二甲醇常壓塔再沸器為列管式換熱器.容器內(nèi)經(jīng)為1800mm,筒體材料為不銹鋼,封頭材料為不銹鋼,筒體壁厚14mm,容積7.26立方米,容器長(zhǎng)5196mm,殼體重量16749Kg,殼層設(shè)計(jì)壓力0.66MPa,設(shè)計(jì)溫度143度,最高壓力0.6MPa,介質(zhì)是甲醇蒸汽。管層設(shè)計(jì)壓力0.1MPa,設(shè)計(jì)溫度123度,最高壓力0.01 MPa。
①防腐改造原因
自二甲醇裝置投入運(yùn)行以來(lái),E508相繼出現(xiàn)多次泄漏,2005年E508上封頭密封面及里面腐蝕嚴(yán)重;2006年E508下封頭密封面及里面腐蝕嚴(yán)重上管北8排右4,10排右15,13排右12、17、16管板泄露。嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)。
②腐蝕原因分析常壓塔再沸器E508中介質(zhì)主要為常壓塔殘液同時(shí)還含有少量的有機(jī)酸,如甲酸、乙酸等PH為4左右,其露點(diǎn)約為90攝氏度。而由管層進(jìn)入的甲醇液溫度偏高,含有有機(jī)酸等酸性液體,造成封頭的電化學(xué)腐蝕。生產(chǎn)實(shí)踐證明,酸含量越高,壓力越大,腐蝕性也就越強(qiáng)。因此,在甲醇裝置中,為了防止二氧化碳腐蝕大部分裝置都用白鋼材料,而酸就成了主要的腐蝕介質(zhì)了。
③防腐改造
對(duì)于E508殼程而言,由于甲醇蒸氣溫度較高,所以有金屬氧化腐蝕的危險(xiǎn),應(yīng)將其殼程的材料改為16Mo低合金鋼。這種鋼抗氧化性較好。
而對(duì)于E508管程而言,由于腐蝕主要是酸性液體腐蝕,所以應(yīng)從設(shè)計(jì)和材料選用上進(jìn)行考慮。將E508改為立式安裝,使管束內(nèi)不積存酸液,從而減緩腐蝕,延長(zhǎng)壽命。同時(shí),根據(jù)設(shè)備的不同環(huán)境,選擇材料,如管束材質(zhì)采用不銹鋼,管板、封頭、筒體等用16Mo低合金剛等
這只是二甲醇車間的其中一種設(shè)備,其他設(shè)備如ES01出口管線、減溫減壓站等也可以根據(jù)其材質(zhì)以及其中的介質(zhì)對(duì)其材料和設(shè)備進(jìn)行改裝,這樣可以減少腐蝕、減低運(yùn)行成本,而且減少了因腐蝕引起的生產(chǎn)安全事故,減少了腐蝕造成的污染。