摘 要：設(shè)備管理技術(shù)人員，必須掌握好設(shè)備理論知識和實際操作的技術(shù)經(jīng)驗，經(jīng)過不斷的摸索和改造創(chuàng)新。本著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度對待專業(yè)的學(xué)習(xí)，提高自己的專業(yè)知識和職業(yè)素養(yǎng)。了解和掌握化工設(shè)備的磨蝕與防護。設(shè)備腐蝕問題，是關(guān)系到企業(yè)安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益的關(guān)鍵問題，只要做到及時發(fā)現(xiàn)，科學(xué)分析并進行正確的防護處理，才能為企業(yè)的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)和高效創(chuàng)造有利條件。

關(guān)鍵詞：尿素合成塔；腐蝕；防護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.191

1 尿素合成塔裝置概況

2017年12月川金象化工尿素分公司針對系統(tǒng)裝置進行年度大修，主要對尿素合成塔進行化工磨蝕檢查和防護處理。檢查中發(fā)現(xiàn)尿素合成塔內(nèi)件及塔內(nèi)襯均存在腐蝕且腐蝕情況比較嚴(yán)重。具體檢測情況如下：

川金象化工尿素合成塔內(nèi)襯共8個筒節(jié)，7道環(huán)焊縫，2道縱向焊縫。襯里材質(zhì)316L MOD，焊縫材質(zhì)25-22-2。尿素合成塔內(nèi)件下降管，12層塔盤，1層分布器，管束材質(zhì)25-22-2，其余塔盤、支撐角鋼、升液器材質(zhì)316L MOD。

1.1 尿素合成塔內(nèi)襯

（1）除第一道環(huán)焊縫上方母材無明顯腐蝕外，其余6道環(huán)焊縫兩側(cè)均出現(xiàn)刀口腐蝕，其中第6道環(huán)焊縫刀口腐蝕最嚴(yán)重：徑向達到5mm。

（2）尿素合成塔上部內(nèi)襯里表面出現(xiàn)連續(xù)、大面積麻面；襯里壁厚最大11.9mm，最小9.1mm。

1.2 尿素合成塔內(nèi)件

（1）塔盤平均厚度從7.8mm到12.2mm，普遍減薄。最大值12.0mm，最小值7.3mm；且均呈中間厚邊緣薄的情況；

（2）塔盤直徑Φ1795mm最大減小到Φ1780mm；

（3）塔盤上換熱管穿過每層塔盤的孔徑由原設(shè)計的Φ39擴大到Φ44～Φ47不等，致使換熱管與塔盤上孔形成的環(huán)隙流通面積增加較大；

（4）換熱管壁厚最大3mm，最小2.1mm，各層管束平均厚度從2.4mm到2.9mm，塔內(nèi)中下段管束壁厚較??；換熱管壁厚最大2.9mm，最小1.9mm，各層管束平均厚度：2.2mm到2.8mm，塔內(nèi)中下段管束壁厚較小；

（5）所有支撐角鋼、加強角鋼均出現(xiàn)腐蝕。所有換熱管與塔盤固定點焊點以及支撐角鋼與塔盤焊縫局部有明顯刀口腐蝕外，腐蝕嚴(yán)重時，直接導(dǎo)致?lián)Q熱管點焊縫與塔盤脫焊，換熱管與塔盤孔摩擦致斷。

2 尿素合成塔磨蝕分析

尿素甲銨溶液具有強腐蝕性，濃度愈高溫度愈高，對設(shè)備腐蝕愈強[1]。在尿素生產(chǎn)過程中，尿素合成塔設(shè)備處于高溫、高壓、甲銨溶液濃度相對較高的環(huán)境中，所以，尿素合成塔的腐蝕情況一般要比其他系統(tǒng)的設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。

（1）尿素合成塔整體表現(xiàn)為內(nèi)部襯里的均勻腐蝕。但從整個合成塔所涵蓋的腐蝕類別來看，尿素合成塔中包括的腐蝕類別很多，據(jù)專家介紹：大化肥尿素合成塔整個襯里和內(nèi)件的均勻腐蝕，腐蝕速率一般為0.1—0.2mm/h.結(jié)合實際檢測情況確定尿素合成塔有多種腐蝕形式：

1）尿素合成塔頂?shù)追忸^的環(huán)焊帶部位經(jīng)常出現(xiàn)應(yīng)力和晶間腐蝕類別針孔腐蝕；2）固定合成塔出液管線上的卡子及相關(guān)部件出現(xiàn)縫隙腐蝕和沖刷磨蝕；3）襯里焊縫的邊沿處由于焊接時母材受溫度的影響，導(dǎo)致局部貧鉻等，運行幾年后就會出現(xiàn)晶間腐蝕類別刀狀腐蝕；4）合成塔進出口處存在垢下腐蝕，由于保溫不好也有一定的冷凝腐蝕；5）合成塔塔盤與塔壁的環(huán)隙之間以及塔盤與下降換熱管存在著一定的沖刷腐蝕和疲勞腐蝕；6）合成塔下降換熱管和彎管處在熱脹冷縮中存在著一定疲勞腐蝕。

（2）影響腐蝕的因素很多，從工藝操作方面分析認(rèn)為，對尿素合成塔產(chǎn)生腐蝕影響的主要因素有：溫度，壓力，氨碳比、水碳比、甲銨液的濃度、氧含量、硫和氯離子等。結(jié)合川金象化工尿素合成塔檢測磨蝕情況分析磨蝕原因：

1）腐蝕嚴(yán)重部位集中在尿素合成塔中下部，由于襯里與塔盤環(huán)隙增加，以及塔盤上穿換熱管的孔徑增大[2]。兩者相加，通過縫隙的介質(zhì)物料流速高造成磨蝕加劇，通過旋轉(zhuǎn)口介質(zhì)物料流速低，其形成的旋轉(zhuǎn)液流推不動整個液流與換熱管進行充分換熱，造成直立換熱管換熱不均勻，溫度高的地方腐蝕加劇。2）尿素合成塔中下部溫度高，甲銨液的濃度高，反應(yīng)劇烈磨蝕相應(yīng)增大。3）低負(fù)荷有一定的影響。負(fù)荷低介質(zhì)物料在合成塔內(nèi)停留時間久，尿素合成塔溫度和壓力相比高磨蝕同樣加劇。4）造成腐蝕嚴(yán)重的原因，反應(yīng)物料CO2里S，CL-、NO3-等離子的存在。

3 尿素合成塔磨蝕防護

針對川金象尿素合成塔生產(chǎn)運行現(xiàn)狀和生產(chǎn)檢修檢測，提出了以下應(yīng)對防護措施：

（1）對原料氣CO2中成份進行全分析（包括S，CO、CL-、NO3-）特別是原料氣CO2中S含量指標(biāo)為≤5mg/m3，并作為一個定期檢驗項目，嚴(yán)格控制工藝指標(biāo)。

（2）針對低負(fù)荷，調(diào)整工藝參數(shù)：負(fù)荷在70%以下時，操作溫度由190℃降為188℃，操作壓力降為19.7MPa；

（3）低負(fù)荷改變操作條件后，轉(zhuǎn)化率下降，造成尿素后工段負(fù)荷增加，需對尿素后工段進行調(diào)整和改造；

（4）嚴(yán)禁回收排放液進入尿素系統(tǒng)。外排液中雜質(zhì)和磨蝕物離子嚴(yán)重影響設(shè)備；

（5）嚴(yán)禁改變尿素裝置的設(shè)計工況。確保尿素合成塔在設(shè)計工況下良好運行；

（6）尿塔最好在運行一年后（最遲2年）進行檢查，視檢查情況再采取相應(yīng)措施；

（7）改變加氧（防腐空氣）方式（專家指出從加入物料液氨總管上加入）。

總之，尿素合成塔是尿素生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。只有允分認(rèn)識和掌握尿素合成塔磨蝕規(guī)律和影響因素，才能減少和避免一些不必要的磨蝕情況發(fā)生，工藝操作人員也只有充分認(rèn)識和了解影響尿素合成塔磨蝕因素后，在正常生產(chǎn)和開停車處理中，才能避奐盲目操作，杜絕設(shè)備嚴(yán)重磨蝕情況發(fā)生。保護好設(shè)備，維護好設(shè)備，確保尿素合成塔良好，穩(wěn)定和安全運行。

參考文獻：

[1]彭剛.尿素合成塔襯里腐蝕分析與防護措施[J].云南化工，2017，44（11）：59-60.

[2]楊艷.淺析尿素合成塔腐蝕原因及預(yù)防措施[J].氮肥與合成氣，2017，45（11）：27-29.

作者簡介：李朝庭（1974-），男，四川巴中人，本科，機電一體化工程師，研究方向：機電一體化。