第七章 典型装置的腐蚀与防护1.pptVIP

在尿素生产流程中，遭受腐蚀最突出的是处理这些介质的高压设备： 如二氧化碳汽提流程的四大高压设备(尿素合成塔、汽提塔、高压甲铵冷凝器、高压洗涤器)。 水溶液全循环流程的尿素合成塔、高压混合器、高压甲铵泵。 溶液全循环改良C法流程中的尿素合成塔、高压分解塔、高压甲铵泵等。 二、尿素合成塔的腐蚀与防护 1、尿素合成塔结构简述 尿素合成塔为大高径比的立式圆筒形高压设备。合成塔由壳体、内件及附件组成。 尿素合成反应不需要外加触媒和换热装置，故塔为空筒形式，但为了防止物料反混，一般塔内设计有塔板。有的合成塔内装有混合器，使二氧化碳、氨与回收的氨基甲酸铵混合均匀。 生产中塔内基本充满液体，由于液体的不可压缩性，压力不易控制，有可能发生超压现象，为此，在塔的出口处留有气相缓冲空间。 二、尿素合成塔的腐蚀与防护 1、尿素合成塔结构简述 由于塔内处理的介质中氨基甲酸铵、氰酸铵、氰酸腐蚀性很强，碳钢、低合金钢在其中的腐蚀速度相当大(年腐蚀率达几百毫米)，因此在碳钢壳体内壁采用了耐腐蚀材料作衬里，衬里材料主要满足介质腐蚀要求，壳体材料满足机械性能要求。 合成塔的主体材料大致分为两类：与介质接触的内衬和合成塔内件均采用易钝化的金属材料如316L、316U.G、Ti等，不与介质接触的承压壳体及零件材料一般用碳钢或低合金钢，如16MnCu、18MnMoNb。 其衬里方式有爆炸衬里、机械松衬、包扎衬里、撑焊(焊缝加盖板)、热套、堆焊等。合成塔具体采用的衬里材料与衬里方式随工艺流程不同而不同。 二、尿素合成塔的腐蚀与防护 1、尿素合成塔结构简述 为检查衬里是否发生腐蚀泄漏，每节筒体上下均装有多个检漏孔，采用蒸汽检漏。 尿素合成塔是在较高的温度下操作的，通常180～200℃，为防止热量散失，外壳需要保温。 为了严格监测合成塔内溶液和塔壁的温度，合成塔上、中、下均有温度检测孔。对于水溶液全循环法尿素合成塔，二氧化碳、氨、氨基甲酸铵液进料管均设在下封头上，出料管安装在上盖。CO2汽提法尿素合成塔物料的进、出口管全部安装在塔的下封头上。 2、尿素合成塔的主要腐蚀形态及分析 在实际生产中，已经证实不锈钢与钛在介质不加氧的条件下要产生活化腐蚀，只有加足够氧的条件下，才能维持钝化状态，腐蚀速度才能降到工程允许的程度。如果操作不当或制造上的缺陷都会引起以下各种形态的腐蚀。 (1)衬里液相部位全面腐蚀，在尿素熔融物中，不锈钢衬里与内件可能会发生全面腐蚀，其时厚度出现均匀减薄；特别是合成塔中下部较为突出。腐蚀严重时，可能导致腐蚀产物污染尿素，使尿素的颜色呈红色或黑色。 腐蚀的主要原因是氧量不足，在正常的操作条件(氧含量充足)下，尿素合成塔衬里内壁与内件表面能形成一层完整、致密、稳定的氧化膜，衬里的腐蚀速度较低，在允许的范围内。 2、尿素合成塔的主要腐蚀形态及分析 氨和二氧化碳生成甲铵的反应主要集中在合成塔的中、下部完成，甲铵的浓度较高、温度也较高。而这区域氧的溶解还未完全达到平衡，液相中氧的含量偏低。再加上进料口均在下部，下部物料流速较大，对金缡表面有-附加的剪切作用，更不利于衬里与内件金属钝化，所以中、下部腐蚀就更严重。 尿素合成塔在运行中，碰到生产系统其他设备故障或动力事故等情况时，可作封塔处理，如果封塔时间过长，封塔前要提高CO2中的氧含量，否则氧会解析出来。压力越低、温度越高，解析速度越快，这样就会导致介质对衬里与内件的腐蚀加快。 2、尿素合成塔的主要腐蚀形态及分析 硫化氢含量超标也是一个重要原因。因为硫化氢的存在，它既消耗尿素熔融物中的氧，又生成破坏衬里表面钝化膜的硫酸根SO42-，造成衬里材料腐蚀加剧。 此外，合成塔超温、NH3／CO2比降低、H2O／CO2比升高，也会增加尿素合成塔的腐蚀。 例如试验表明，合成介质的温度从160℃提高到200℃时，1Cr18Ni12Mo2Ti的腐蚀速度增加三倍。 NH3／CO2比减少，会使金属钝化电位变正，材料的钝化变得困难。而H2O／CO2比增大会促进氰酸铵离解产生腐蚀性很强的氰酸根，降低了介质的PH值，亦使钝化状态建立困难。 (2)衬里鼓包 产生衬里鼓包的原因主要是衬里与筒体之间间隙处的压力大于塔内压力所至。 当衬里因腐蚀或焊接缺陷出现穿透性小孔或裂纹。塔内介质会泄漏到衬里与筒体夹缝处，如果检漏通道被结晶(甲铵、尿素、碳酸盐、缩二脲)和腐蚀产物堵塞，检漏孔不能顺利检出泄漏并泄压，衬里夹缝会产生较高的压力，当塔内液体排放过快，夹缝内压力短时间高于塔内压力时，衬里就会出现鼓包。 有时即使没有泄