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变换系统设备腐蚀问题探讨

文档作者：王旭芳张向峰文档来源：山西兰花科技创业股份有限公司		点击数：	更新时间： 2025年04月12日
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变换系统设备腐蚀问题探讨王旭芳张向峰(山西兰花科技创业股份有限公司 山西晋城048000)1 设备腐蚀部位及原因15(1)饱和塔采用新型垂直筛板填料后，由于结构设计上的缺陷，在饱和塔上部进口水管下方与80 kt／a合成氨装置配套的变换系统自 约1 In处存在死角和积液；饱和塔塔体材质采用2003年完成技改后，工艺流程设计、管道安装、设 普通碳钢，容易被腐蚀。备防腐保温各方面达到预期目的。但运行至 (2)水加热器内部列管腐蚀原因主要是由于2007年，先是出现饱和塔塔壁因晶问腐蚀而穿 变换气及变换气中所夹带的催化剂粉尘产生的磨孔，后出现水加热器、第1水调温器、第2水调温 损腐蚀(冲刷腐蚀)，在开停车升温过程、催化剂器、预腐蚀器、水加热器进口水管道被腐蚀， 硫化排硫过程中，受到酸性腐蚀气体和交变应力2012年8月，出现冷凝塔管道因腐蚀而泄漏。 同时作用下产生的破裂；或因正常的工艺操作条．与50 kt／a合成氨装置配套的变换系统(由 件被破坏而引起。经改造的旧系统)于2005年投运。运行后不久， (3)水加热器气体进口管道焊接接头腐蚀发先发生饱和塔塔壁被腐蚀，后发生水调温器、预腐 生在局部区域有气孑L、杂物等缺陷时，这种局部腐蚀器、水加热器气体进口管道(2012年7月)被腐 蚀大部分出现在焊接缝上。通常，焊接接头的化蚀。2012年大修中发现：水调温器有29根列管 学成分比较复杂且不均匀，各部分之间存在电极被腐蚀泄漏，加上原12根列管被腐蚀，总共封堵 电位差，各部分耐腐蚀性能存在差异，再加上焊接4l根列管；水加热器靠气体进口管部位的列管脱 残余应力的影响和压力作用下焊接接头的形状引落，出现大面积腐蚀泄漏。 起应力集中的影响，使焊接接头成了容易发生腐痧痧、驴《驴谚痧痧、驴《穸谚痧护驴驴驴痧痧痧痧痧驴驴驴驴驴痧痧痧痧，驴电≯驴《矿q矿、驴护护《≯电矿叫夕、驴谚妒驴、E步、整后，程控阀内漏问题基本解决。虽然1。阀内漏问题基本得到解决，但投入运行后，在B塔吸附时，CO微量仍然偏高，且呈持续升高趋势，被迫再次切出，寻求彻底解决方案。2．3吸附塔解析并抽真空2013年4月26日，对B塔内吸附剂进行强制解析，在进12I管加入氮气，拆除5。程控阀阀头溢出氮气，置换至4月27日。4月27 13，对B塔24，5。和6。程控阀走向进行了安装调整。安装调整完成后，4月28日，对B吸附塔内吸附剂进行氮气加压再释放解析处理。处理方法：吸附塔内氮气压力加至0．3 MPa后，关闭氮气加入阀，用导淋进行泄压；如此反复多次进行泄压来解析吸附剂。4月29 El，对B吸附塔内吸附剂利用抽真空的方法进行进一步解析，在吸附塔导淋处接管用打压泵进行抽真空解析，抽完真空后，再加入氮气补至常压。抽真空5次，最高真空度抽至0．03 MPa。4月30日16：20，B塔投入运行，系统8台提氢吸附塔运行，运行正常，不再出现CO微量上升现象。3 B塔CO微量升高的主要原因B塔冲洗结束之后，塔内压力为0．010—0．014 MPa，由于B塔程控阀有内漏现象，使原料气进入B塔。原料气中CO体积分数在9％～10％，此时由于塔内压力过低，CO专用吸附剂只吸附了部分CO(吸附压力过低影响吸附容量)，尚有一部分剩余CO进入上层分子筛，导致B塔还未进行吸附时塔内分子筛层已经存有CO；最终到B塔吸附时，原料气内CO穿透吸附剂层致使CO微量跑高。(收稿日期2013—06．27)万方数据16蚀的部位。(4)水中含有较多氯离子或有溶解氧时，会加速金属腐蚀。变换系统循环热水中含有一定量的氯离子，有时甚至高达50 mg／L，会加快金属，尤其是不锈钢材质，管道及设备的腐蚀。为了使外排水达标排放，必须控制变换系统排污水中氨氮含量，系统内循环热水氨氮含量暂定<、500 mg／L，系统几乎不补加氨水，造成第1水调温器和第2水调温器出现酸性腐蚀。(5)在现有系统压力(系统压力在0．74～0．75 MPa时，半水煤气的l临界温度为135～140 c|c，且气体中H：s含量越高，临界温度越高)作用下，出气水分离器温度约130 oC的半水煤气进入预腐蚀器与变换炉出来的变换气进行换热，含有蒸汽的半水煤气温度达到了临界温度，会产生雾状水，气体中大量的CO：和H：s等酸性气体溶解于水中，对预腐蚀器及管道造成酸性腐蚀。腐蚀泄漏部位主要在半水煤气进口管一端150 mm左右位置。(6)因为冷凝水呈酸性，使变换冷凝塔出口管道腐蚀；且冷凝水及水中所含的铁锈、催化剂粉尘等固体杂质对弯头造成冲刷，使弯头管壁变薄进而出现泄漏。2 腐蚀泄漏的预防控制措施(1)结构设计要合理。容器的设计应注意设备的结构形状，避免产生应力集中和局部腐蚀。容器管道内部表面应光滑，避免出现死角等积液场所。露天设备外表面形状应有利于雨水、雪水的流失。尽量避免不同金属材料间焊接。尽量减少管路中的急转弯，如直角、T形和u形弯头，减少涡流和湍流，以减少磨损腐蚀。(2)材料选择应合理。在有CO：及H：S等介质的工艺状况下，设备的腐蚀是不可避免的，因此，最好提高设备的材质等级，将碳钢设备、管道改为不锈钢材质，将经常发生腐蚀的不锈钢设备由原304材质改为316材质，可大大降低变换系统设备的腐蚀程度。材料的化学性能和耐腐蚀性能满足生产要求，物理、机械和加工工艺性能等能满足设计要求，总的经济效果则优越。(3)焊接结构尽量采用双面对接焊或连续焊等形式，避免用铆接、搭接焊接。如列管与管板之间的连接，应采用胀接后再焊接，避免应力腐蚀；安装法兰时，为避免产生缝隙腐蚀，采用封死缝隙或扩大缝隙尺寸，使法兰内不残存腐蚀介质；尽可能经过热处理，消除残余应力。(4)以等压系统回收的氨水作为变换系统的补加氨水，使变换系统的循环热水以及冷凝水pHI>8；循环热水中的氯离子质量浓度应严格控制在≤50 mg／L，并严格控制补水中的溶解氧及其电导率(≤0．2 p。S／cm)，以达到预防腐蚀的目的。(5)进行设备结构改造，例如可以考虑在预腐蚀器前面增加1台预热器或者增设气体夹套，采用质量好的耐腐蚀材料；搞好气体净化工作以及采取管道内部防腐蚀措施。(6)加强科学管理：①平稳操作，尽量减少压力、温度、流量波动，严格遵守工艺操作规程，不得超温、超压、超负荷运行；②设备定期进行大、中、小修，特别是压力容器，必须严格执行检修制度；③检修设备或大直径的管道时，应检查内表面状态和腐蚀情况；④加强信息交流，及时了解同行业中有关设备防腐蚀经验和行之有效的防腐技术。3 结语总之，在设计、操作、管理等方面都应考虑腐蚀因素，不断地总结经验，尤其是应广泛采用防腐技术的新经验、新方法；加强对腐蚀的认识，采取经济有效的防腐蚀措施，保证变换系统生产稳定正常运行。(收到修改稿日期2013．06．14)，驴痧痧痧、驴，驴驴驴痧、驴、驴驴、驴

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