河南心連心化肥有限公司 楊國洞 張 林 周 翔

閃蒸槽腐蝕原因分析及應(yīng)對(duì)措施

河南心連心化肥有限公司 楊國洞 張 林 周 翔

閃蒸槽是脫硫系統(tǒng)中的一個(gè)重要設(shè)備。栲膠溶液在脫硫塔中和變換氣充分逆流接觸，吸收硫化氫的栲膠溶液同時(shí)溶解有變換氣成分（以二氧化碳為主），而栲膠溶液中變換氣過多不僅會(huì)造成原料氣的浪費(fèi)，也會(huì)改變栲膠溶液的成分，使栲膠溶液降低效率或部分失效；同時(shí)在栲膠溶液中發(fā)生的一系列反應(yīng)，會(huì)嚴(yán)重腐蝕管道和設(shè)備，所以必須將脫硫塔出來的栲膠溶液中的變換氣脫除。閃蒸槽的作用就是脫除栲膠溶液中的變換氣。其原理是通過溶液系統(tǒng)的壓力降，降低氣體在溶液中的溶解度，從而將氣體解析出去。由于液體由高壓急劇下降變成低壓，在閃蒸的過程中會(huì)產(chǎn)生比較強(qiáng)的沖刷現(xiàn)象，會(huì)進(jìn)一步腐蝕設(shè)備。如果設(shè)備由于腐蝕發(fā)生破裂，將會(huì)造成巨大的損失，甚至可能易發(fā)火災(zāi)和爆炸事故。本文，筆者以河南心連心化肥有限公司為例，對(duì)閃蒸槽的腐蝕原因進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)的解決措施，以期對(duì)同行有所參考。

一、閃蒸槽腐蝕部位測(cè)量和數(shù)據(jù)分析

閃蒸槽經(jīng)過1年多的運(yùn)行，為了進(jìn)一步分了解其運(yùn)行情況，筆者所在單位對(duì)下屬二廠的2#閃蒸槽以及三廠的1#、2#閃蒸槽進(jìn)行了容器壁測(cè)厚工作，測(cè)厚點(diǎn)位置（選擇理論上受腐蝕最嚴(yán)重區(qū)域）如圖1所示，所測(cè)數(shù)據(jù)見表1。

表1 閃蒸槽容器壁厚測(cè)量數(shù)據(jù)

由表1數(shù)據(jù)可知，5點(diǎn)、8點(diǎn)、16點(diǎn)、18點(diǎn)，尤其是5點(diǎn)的厚度相對(duì)較小。

二、腐蝕原因分析

1.設(shè)備內(nèi)部防腐層出現(xiàn)脫落未及時(shí)發(fā)現(xiàn)加以防護(hù)。

2.二廠1#閃蒸槽（Φ3 600 mm×26 mm×10 430 mm）與2#閃蒸槽（Φ2 000 mm×12 mm×6 000 mm）的體積比約為4.75∶1，機(jī)械沖刷和化學(xué)腐蝕都會(huì)對(duì)2#閃蒸槽造成更強(qiáng)的腐蝕、破壞作用，特別是防腐層脫落后，其腐蝕速率明顯加快。

3.從結(jié)構(gòu)上分析。閃蒸槽進(jìn)口管至槽內(nèi)只連接了1個(gè)彎頭，中間沒有任何分布器，造成脫硫阻力不穩(wěn)，從而導(dǎo)致閃蒸槽壓力不穩(wěn)，進(jìn)液管液體對(duì)設(shè)備的沖刷為連續(xù)不規(guī)律的脈動(dòng)沖刷，加之彎頭口徑一定，其噴刷范圍落在一定區(qū)域，由于長(zhǎng)期沖刷，導(dǎo)致局部區(qū)域厚度驟減，形成局部腐蝕。如5點(diǎn)、6點(diǎn)所在區(qū)域即是如此。

4.2011年，2#閃蒸槽底部封頭，以導(dǎo)淋管焊接處為圓心，直徑1 m范圍的圓內(nèi)區(qū)域出現(xiàn)大面積防腐層脫落。后經(jīng)測(cè)厚后，對(duì)底部封頭進(jìn)行了大面積補(bǔ)焊，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行了整體防腐，從現(xiàn)在測(cè)得數(shù)據(jù)看，目前并無新問題（19點(diǎn)至24點(diǎn)）。

5.從脫硫溶液組分分析有以下幾種原因。

（1）磨損腐蝕。主要是由溶液中的固體顆粒沖刷引起的，如副產(chǎn)物高時(shí)溶液中的結(jié)晶體、懸浮硫高時(shí)溶液中的固體硫顆粒等。

（2）化學(xué)腐蝕。由于脫硫液中存在FeCl4–及Fe（CNS）4

–，它們易與鐵進(jìn)行下列反應(yīng)：

所以脫硫液的水質(zhì)一定要好，用脫鹽水。此外，脫硫系統(tǒng)還會(huì)發(fā)生如下副反應(yīng)：

此反應(yīng)產(chǎn)生大量H+，剛好提供給下一反應(yīng)：過剩的H+會(huì)與溶液中Na2CO3和NaHCO3發(fā)生中和反應(yīng)，此時(shí)溶液的堿度會(huì)迅速下降。由溶液生成的副產(chǎn)物和硫化物，在相對(duì)壓力較高條件下，溶液選擇吸收CO2比H2S強(qiáng)，所以溶液的pH會(huì)更低一些，有時(shí)小于8.0，基本都在8.5以下，此時(shí)，還會(huì)造成CO2腐蝕，反應(yīng)如下：

6.電化學(xué)腐蝕。脫硫溶液為電解質(zhì)溶液，溶液流動(dòng)處和靜止處由于濃度的差別會(huì)形成濃差電池而造成電化學(xué)腐蝕。容器封頭或水平管道的底都會(huì)有少量硫膏及結(jié)晶產(chǎn)物沉淀，因此，也會(huì)發(fā)生類似的腐蝕現(xiàn)象。

從三廠測(cè)厚數(shù)據(jù)可知，25點(diǎn)、26點(diǎn)為1#筒體壁厚，27點(diǎn)為1#底部封頭厚度；28點(diǎn)、29點(diǎn)位2#筒體壁厚，30點(diǎn)為2#底部封頭厚度。筒體厚度均比較均勻，由于2個(gè)閃蒸槽大小一致，故所受腐蝕情況基本一致。

三、解決措施

脫硫設(shè)備腐蝕的發(fā)生是不可避免的，只是腐蝕程度輕重、腐蝕部位不同而已。對(duì)腐蝕區(qū)域進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測(cè)和分析，對(duì)腐蝕部位進(jìn)行科學(xué)防腐處理是非常重要的。具體措施如下。

1.加強(qiáng)設(shè)備防腐工作。一般采用的防腐方法為噴環(huán)氧樹脂再涂防腐。每次大修都應(yīng)檢查防腐層，并對(duì)脫落損傷部分要及時(shí)修補(bǔ)，在修補(bǔ)和防腐過程中要有專人負(fù)責(zé)，以確保修補(bǔ)和防腐的質(zhì)量和效果。

2.在配制系統(tǒng)栲膠溶液或向系統(tǒng)補(bǔ)水時(shí)，必須使用脫鹽水，嚴(yán)禁使用一次水或其他含有金屬離子（比如Fe3+）的水。

3.對(duì)溶液組分進(jìn)行詳細(xì)分析。特別是對(duì)SO42–和HS–這樣易產(chǎn)生腐蝕的化學(xué)介質(zhì)，要嚴(yán)格控制其含量，使其含量在腐蝕效應(yīng)以下。當(dāng)含量高時(shí)必須采取有效的措施，以降低溶液中SO42–和HS–含量，同時(shí)有效控制溶液中懸浮硫及其他固體顆粒含量，減少對(duì)設(shè)備、管道的沖刷。

4.定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)厚檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

5.生產(chǎn)過程中，應(yīng)盡量使管內(nèi)溶液保持流動(dòng)狀態(tài)，對(duì)于難以實(shí)現(xiàn)溶液流動(dòng)的區(qū)域或位置應(yīng)采用不銹鋼材質(zhì)。

6.加強(qiáng)工藝管理，嚴(yán)格執(zhí)行化工工藝指標(biāo)，嚴(yán)禁超壓現(xiàn)象；保持合理液位。

7.針對(duì)下封頭的普遍腐蝕現(xiàn)象，在確保安全和不堵塞管道的前提下，可把出液管線改為直接從槽封頭開孔向下彎出，避免形成溶液局部濃度差和硫磺、腐蝕解質(zhì)的結(jié)晶物沉淀。

8.針對(duì)溶液的電化學(xué)腐蝕性，要依據(jù)其原理，及時(shí)分析溶液中的各組分和溶液的電位大小，根據(jù)組分和電位變化，適時(shí)加入物質(zhì)調(diào)整組分及電位大小，有效減少腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

9.針對(duì)溶液的電化學(xué)腐蝕性，要依據(jù)其原理，及時(shí)分析溶液中的各組份和溶液的電位大小。根據(jù)組份和電位變化，適時(shí)加入合適的物質(zhì)來調(diào)整組分及電位大小，有效減緩腐蝕速度

10.在腐蝕因素中，副鹽的產(chǎn)生引起的腐蝕也要引起足夠的重視。在吸收塔內(nèi)未被氧化的HS–，進(jìn)入噴射器再生槽被空氣氧化，是生成硫代硫酸鈉等副鹽的主要原因。所以在生產(chǎn)過程中，維持適宜的溶液組成和足夠的反應(yīng)時(shí)間是降低進(jìn)入噴射器再生槽富液中HS–的濃度的主要措施，可以顯著降低副鹽的生產(chǎn)，從而減少對(duì)設(shè)備及管道的腐蝕。