氣相法二甲醚生產腐蝕研究范文

本站小編為你精心準備了氣相法二甲醚生產腐蝕研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《化工生產與技術雜志》2015年第一期

1問題及原因

1.1運行中的問題再沸器、精餾塔及塔內件為16Mn，其他設備及管道材質大部分為20#鋼，這個裝置的設備整體材質等級較低，耐腐蝕性差。生產中出現的問題基本上都是因腐蝕而引起的。某公司二甲醚裝置在運行3a后，粗甲醚冷卻器、二甲醚冷卻器、氣體冷卻器和廢水管道都不同程度的出現了腐蝕內漏。裝置運行4a后，汽化塔等設備出現了較為嚴重的腐蝕。裝置運行5a后，甲醇預熱器、粗甲醚預熱器及相臨管出現了較為嚴重的腐蝕。

1.2腐蝕原因分析二甲醚進料為甲醇，其腐蝕性較低，原料排出；二甲醚產品為二甲醚，其腐蝕性較低，產品排出；二甲醚副產物中CO、CH4、C2H4、H2O、H2為不凝氣，在水中的溶解度小，幾乎沒有腐蝕性。但是CO2在水中溶解，生產弱酸，對金屬有腐蝕性。二甲醚裝置運行壓力一般在0.65～0.75MPa。根據水和飽和蒸汽壓對照可知，對應壓力下，當反應器出口氣體溫度達低于172℃時，就有液態水的產生。由CO2在水中的溶解度可知，當壓力在0.6MPa以上時，CO2在水中的溶解度在60～80℃最低；當溫度低于60℃，溫度越低，溶解度越高；當溫度高于80℃時，溫度越高CO2在水中的溶解度越高[1]。生產運行中，粗甲醚冷卻器、氣體冷卻器和二甲醚冷卻器的工作溫度在20～45℃、壓力在0.65～0.75MPa。CO2的溶解度相對較高，在液體中溶液產生弱酸，對應設備出現了腐蝕產生的內漏等現象。同時在循環液進入汽化塔內時，一起進入的還有弱酸溶液，對進料口以下設備出現了腐蝕而產生的外漏現象。在反應氣降溫的過程中，有液態水產生的同時伴隨著弱酸的產生，對設備產生腐蝕；同時在液態水產生的過程中，氣態水滴的流速較高，對設備及管道產生的沖刷較為嚴重，水中的弱酸同時又加劇了這種沖刷。于是就出現了管道、彎頭變薄甚至外漏，相應換熱器封頭、管板及管板焊口出現問題。

2解決方案及實施效果

對于二甲醚生產工藝中出現二甲醚、甲醇、水三種介質同時存在，但沸點差別較大。要想根本解決這種工藝的腐蝕，難度較大。因此應從減少副反應的產生、減少CO2的產生和優化工藝以減少系統弱酸的存在2個方面考慮來抑制腐蝕。

2.1減少副反應的產生1)嚴格控制反應器溫度，防止反應器超溫，可以較大幅度地減少副反應的產生。反應器超溫是副反應最多的時候，嚴格控制反應器，從源頭可以減少CO2的產生。2)適當加大尾氣的放空，防止CO2在系統內富集。該公司通過二甲醚不凝氣中二甲醚氣體含量的分析，根據分析的數據調節洗滌液及放空量，以便在回收池放空二甲醚的同時，最大限度地減少裝置內的CO2富集，這種調節方法，可以較好地控制粗甲醚冷卻器、二甲醚冷卻器和氣體冷卻器的腐蝕程度。3)優化進料甲醇的產品質量，減少進料甲醇中雜醇含量。前2個措施都是比較容易控且能夠監控的措施。第3個措施一般較少監控。一組裝置運行數據見表1，供參考。由表1可知，當工況處于1階段時，入二甲醚工段的粗甲醇雜醇含量相對較高，質量較差，二甲醚工段加堿量為正常運行時的2倍，但是廢水pH仍是4.5以下。這種工況維持了半個月，二甲醚2個不同的設備和管道都出現外漏的情況，經過檢修發現，外漏的部位管道變薄，換熱器的管板有腐蝕痕跡。隨著工況的調整進入了2和3階段，二甲醚裝置廢水的pH和加堿量都控制在正常范圍內，設備運行1a未出現明顯腐蝕外漏的現象。由此可見，進料甲醇中的雜醇的減少可以大幅減少CO2的產生，明顯減少其對裝置的腐蝕。同時適當提高入甲醇預熱器內反應氣體的溫度，減少氣狀液滴的存在，可以減少因流速過高而導致的沖刷。這種沖刷在正常情況下是可以接受的范圍，但是當系統中CO2增加的時，腐蝕和沖刷同時起到作用，其對設備和管道的損害是非常嚴重且速率非常快。

2.2減少系統弱酸的存在1)加堿位置的優化。二甲醚原工藝設計加堿位置為原料甲醇管線中，此種加堿方法只能調節甲醇汽化這1臺設備內溶液的pH。可以增加在粗甲醚儲罐或者循環甲醇管線或設備上加堿進料口，這樣可以更加全面的覆蓋二甲醚設備，全面地提高設備抗腐蝕性。通過此項技改，大大提高裝置防腐面，在以后的運行中，未出現腐蝕外漏或管道設備變薄的現象。2)部分工藝的優化和設備材質的變更。建議在粗甲醚冷卻器上增加1根不凝氣管線，不凝氣去尾氣放空方向，這樣可以減少CO2在粗甲醚中的溶解，減少弱酸的產生。通過技改或者調整，只能減少或減弱工藝介質對設備的腐蝕，但是并不能完全杜絕腐蝕，因為CO2在水中在相應的壓力條件下，會溶解一定量的CO2，因此需要對部分設備的材質進行更換，增加設備的防腐能力，減少檢修頻次和裝置的穩定性。通過將粗甲醚冷卻器、氣體冷卻器和二甲醚冷卻器的換熱芯更換為抗腐蝕較強的0Cr18Ni9不銹鋼材質，裝置從投用已經2a，未出現異常。

3結束語

根據氣相法生產二甲醚的工藝特點，目前還不能完全杜絕副反應的產生，即不能杜絕CO2的存在，也就不能從工藝方面徹底的解決腐蝕問題。但是如果調節適當，這部分正常的腐蝕量較小，可以通過更換關鍵設備的材質提高設備抗腐蝕的性能，避免正常狀況下微弱腐蝕。通過了解，相同工藝的裝置，往往會出現不同位置的腐蝕，這就要去做好工藝的調控和進料的調控，大幅減少或杜絕可調控的因素。

作者：王傳亞劉園園單位：濮陽龍宇化工有限責任公司