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MDEA脫碳問題處理與腐蝕的防治

文檔作者：楊勇文檔來源：重慶江北化肥有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2025年04月20日
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MDEA脫碳問題處理與腐蝕的楊 勇(重慶江北化肥有限公司 重慶401 120)重慶江北化肥有限公司以天然氣為原料合成氨，采用MDEA脫碳工藝，總體運(yùn)行效果不錯，但腐蝕問題在一段時期內(nèi)給生產(chǎn)造成了不小的影響，多次被迫停車檢修。1 工藝流程MDEA脫碳工藝流程見圖l。來自低變工序壓力約1．1 MPa的工藝氣依次經(jīng)過低變氣再沸器、低變氣第1分離器、軟水預(yù)熱器、低變氣水冷器、低變氣第2分離器后進(jìn)入吸收塔，與MDEA溶液逆流接觸，脫除CO：后的凈化氣從塔頂引防治9出，經(jīng)冷卻分離后去甲烷化工段。含CO：較多的富液從吸收塔的底部引出，經(jīng)貧富液換熱器提高溫度、減壓后，送至再生塔上部閃蒸。閃蒸出的CO：從再生塔塔頂引出，經(jīng)CO：冷卻器、CO：分離器后送去尿素系統(tǒng)。半貧液從再生塔中部引出后分為2個部分：一部分溶液由半貧液泵加壓后送至吸收塔中部，吸收低變氣中的CO：；另一部分溶液與再生塔底出來的貧液換熱提溫后，再次進(jìn)入再生塔解吸。解吸后的溶液從再生塔底引出稱為貧液，經(jīng)換熱冷卻至約50℃后，去吸收塔上部。CO，去尿素系統(tǒng)1．吸收塔2．再生塔3．凈化氣分離器4．凈化氣冷卻器5．C02分離器6．C02冷卻器7．低變氣第1分離器8．軟水預(yù)熱器9．低變氣水冷器10．低變氣第2分離器1 1．貧液泵12．貧液水冷器13．貧富液換熱器14．半貧液泵15．常壓泵15．溶液換熱器17．活性炭過濾器18．低變氣再沸器圖1 MDEA脫碳工藝流程2脫碳系統(tǒng)存在的問題 霽耄霧含意薹妻萋嘉虧麓鬻鬻差轟(1)鐵離子濃度大幅上升。2009年2月大修 離子濃度穩(wěn)定了一段時間。但從2010年2月開萬方數(shù)據(jù)10始，鐵離子濃度持續(xù)上升，最終由于再生塔上部穿孔，被迫停車處理。(2)管道、閥門腐蝕。管道、閥門腐蝕主要發(fā)生在調(diào)節(jié)閥或減壓閥之后的管道、泵的出口管道處，以及富液出口調(diào)節(jié)閥、常壓泵調(diào)節(jié)閥、半貧進(jìn)口截止閥、半貧液出口異徑管。(3)再生塔腐蝕。在停車檢修時，對再生塔進(jìn)行了全面檢查，在再生塔上段的下部存在較多腐蝕點(diǎn)，腐蝕點(diǎn)呈局部穿透性，最嚴(yán)重的地方已出現(xiàn)穿孔。(4)吸收塔腐蝕。吸收塔的腐蝕出現(xiàn)在再生塔之后，在檢查再生塔腐蝕時，對吸收塔也進(jìn)行了仔細(xì)檢查，當(dāng)時并未發(fā)現(xiàn)有明顯的腐蝕跡象。在檢修完成，正常運(yùn)行了約3個月之后，溶液中的鐵離子濃度又迅速上升。在最后停車檢修時，發(fā)現(xiàn)吸收塔腐蝕已相當(dāng)嚴(yán)重，腐蝕呈溝槽狀，面積大且深度較深。腐蝕部位主要出現(xiàn)在變徑段以及半貧液分布器以下一層填料區(qū)間的塔壁；以變徑段腐蝕最嚴(yán)重，此處保護(hù)膜幾乎全部脫落。經(jīng)測量，原來20．0 mm的塔壁，最薄處只有6．5 mm。另外，在吸收塔下部填料分布空間處塔壁以及填料壓板也存在一定腐蝕，而上部貧液段相對完好，無明顯腐蝕跡象。(5)填料腐蝕。吸收塔和再生塔的填料均為不銹鋼規(guī)整填料。塔大修期間檢查發(fā)現(xiàn)：再生塔填料存在較嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，約1／3的填料存在不同程度的腐蝕。填料腐蝕主要出現(xiàn)2種情況：①碎片狀，主要發(fā)生在填料層上層，此種腐蝕只是填料的肢解，但其硬度、光澤度等金屬性能還在；②均勻減薄，主要發(fā)生在填料層中層，腐蝕后的填料單塊保持完整，但變得像紙一樣柔軟，金屬特征基本消失。(6)系統(tǒng)攔液。在脫碳系統(tǒng)運(yùn)行中，再生塔攔液也時有發(fā)生，由于填料腐蝕造成分布器上碎塊較多，堵塞了下液孔，再加上溶液受污染，發(fā)泡頻次增加，致使溶液出現(xiàn)下液不暢，表現(xiàn)為再生塔壓差增大，塔底液位迅速下降。(7)溶液品質(zhì)下降。在停車前，脫碳系統(tǒng)中的溶液已降解且污染相當(dāng)嚴(yán)重，原本無色透明的MDEA溶液已變成深褐色，能聞到刺激性氣味，溶液中雜質(zhì)較多，從貧液泵出口取出的溶液能觀察到較多的活性炭微粒。3 問題處理及防治(1)管道及閥門的處理。管道及閥門的腐蝕主要是由于閥門或泵的出口壓差較大，使CO：急劇釋放而造成氣蝕。因此，將已出現(xiàn)腐蝕的管道及閥門全部更換為不銹鋼材質(zhì)，對常壓泵及半貧液泵出口閥門、異徑管、管道等容易出現(xiàn)腐蝕的部位也全部進(jìn)行了更換，這不僅能徹底解決管道、閥門的腐蝕問題，又節(jié)約了改造成本。(2)塔的修補(bǔ)及貝爾佐納(Belzona)1311的運(yùn)用。對于腐蝕穿孔的部位，尋找同種材質(zhì)的材料進(jìn)行了修補(bǔ)，對腐蝕較深的坑槽進(jìn)行堆焊，使用Belzona 131 1修復(fù)塔腐蝕較嚴(yán)重的部位，如吸收塔變徑段及部分塔壁等。Belzona 1311為高分子修補(bǔ)材料，被稱為陶瓷R金屬，主要用于重建被化學(xué)物質(zhì)腐蝕、磨蝕、氣蝕金屬的修復(fù)，具有高效的抗腐蝕、抗磨蝕、抗氣蝕性能。為了證明該產(chǎn)品在MDEA溶液中的抗(耐)腐蝕性能，在使用前用小塊試樣進(jìn)行了掛片試驗(yàn)。為保證施工質(zhì)量，尋找了專業(yè)的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行施工。主要步驟如下：①用金鋼砂對需防腐金屬表面進(jìn)行噴砂處理，使表面清潔度及粗糙度達(dá)到施工要求；②用Belzona 1311作修補(bǔ)材料，對腐蝕較嚴(yán)重部位進(jìn)行修補(bǔ)；③用雙組分高強(qiáng)度涂料Belzona 1321作表面保護(hù)層；④涂層固化。從使用效果來看：修補(bǔ)后，脫碳系統(tǒng)正常運(yùn)行至今已約14個月，分析溶液中的鐵離子濃度未見上升。在2013年1月大修時，對塔進(jìn)行了檢查，涂層完好。(3)由于腐蝕及降解等原因，溶解在溶液中的雜質(zhì)起來越多，MDEA溶液顏色呈深褐色，且散發(fā)著一股刺激性的氣味，溶液污染較嚴(yán)重，為此，更換了全部溶液。(4)填料的處理。由于吸收塔塔壁腐蝕較嚴(yán)重，懷疑是填料分布不均所致，因此，將吸收塔填料卸出并重新裝填，清除了已損壞或變形的填料。另外，將再生塔被腐蝕的填料層全部進(jìn)行更換；清除殘留在溶液分布器和塔底的殘?jiān)?，防止造成下液孔堵塞；對系統(tǒng)重新進(jìn)行了堿洗。(5)增加機(jī)械過濾器，并對活性炭過濾器進(jìn)行萬方數(shù)據(jù)甲烷化工序運(yùn)行小結(jié)季彥興(江蘇靈谷化工有限公司 江蘇宜興214213)江蘇靈谷化工有限公司(以下簡稱靈谷公司)總氨能力為450 kt／a生產(chǎn)裝置采用水煤漿加壓氣化生產(chǎn)粗煤氣，粗煤氣經(jīng)耐硫變換和熱量回收后，再經(jīng)低溫甲醇洗脫硫脫碳、甲烷化精制制得合成氣，合成氣經(jīng)壓縮后低壓合成氨。甲烷化精制的目的是完全去除粗合成氣中碳氧化物(CO+CO：)，使甲烷化系統(tǒng)出口合成氣中(CO+CO：)控制<10×10“(體積分?jǐn)?shù)，下同)。1 甲烷化催化劑還原甲烷化爐設(shè)計(jì)壓力3．48 MPa、設(shè)計(jì)溫度450 oC，上層裝填ZnO脫硫保護(hù)劑約15．3 m3，下層裝填鎳基甲烷化催化劑約43．8 m3。采用氫氣苧蘭鍪釜查!竺縷2130、、一一～?！?#183;。_____-——_________。1二，U開工加熱爐(凈化氣來自低溫甲醇洗還原甲烷化催化劑。甲烷化催化劑還原工藝流程如圖1所示。在低溫甲醇洗工段運(yùn)行正常后，將合格的凈化氣(H：體積分?jǐn)?shù)98．5％)引入開工加熱爐；同時，通過蒸汽調(diào)節(jié)閥(TV2130)調(diào)節(jié)高溫蒸汽流量，確保甲烷化爐入口氣體溫度相對穩(wěn)定。凈化氣進(jìn)入甲烷化催化劑床層，在250℃時，甲烷化催化劑開始還原，床層溫度上升；當(dāng)甲烷化爐出口氣體溫度(T2405)高于開工加熱爐出口氣體溫度(T2402)后，打開甲烷化換熱器(E-2401B)管程出口閥門，投運(yùn)甲烷化換熱器(E-2401A／B)。調(diào)整TV2130，確保甲烷化爐人口氣體溫度為315 oC，將甲烷化爐床層升溫速率控制在20—30 qC／h。進(jìn)入還原末期，調(diào)節(jié)溫度控制閥(TIC2403)，將甲烷去甲烷化水冷器403圖1 甲烷化催化劑還原工藝流程、驢、驢護(hù)、驢，驢，驢驢、驢，驢抄《矽諺、驢·護(hù)·驢、驢、驢、痧，護(hù)驢驢《鏟、驢，痧驢，驢痧卅礦抄，護(hù)移《驢、驢、驢、護(hù)護(hù)移、驢，驢、驢抄《伊驢移，驢了改造，加強(qiáng)底部格柵的強(qiáng)度及密封性，增加鋼絲過濾網(wǎng)的層數(shù)及目數(shù)。優(yōu)化工藝條件，將進(jìn)入活性炭過濾器的MDEA溶液流量控制在20 In3／h以下，延長了溶液停留時間，增強(qiáng)了吸收效果，并采用比表面積更大的柱狀活性炭。改造后，溶液質(zhì)量得到明顯改善，溶液清澈透明，無明顯固體雜質(zhì)存留。(6)為防止加熱溫度過高造成MDEA降解，對進(jìn)入低變氣再沸器的低變氣溫度進(jìn)行了調(diào)整。增加了淬冷水用量，調(diào)整后低變氣溫度由160℃降至150℃。4 改造效果自優(yōu)化改造后，嚴(yán)格操作、精心管理，至今脫碳系統(tǒng)已正常運(yùn)行1年多。從分析數(shù)據(jù)看：溶液中鐵離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)一直穩(wěn)定在5×10“以內(nèi)，腐蝕得到遏制，溶液質(zhì)量得到了很大改善，不再有刺激性的異味，清澈透明。凈化氣中CO：體積分?jǐn)?shù)控制在0．01％以內(nèi)，效果也有顯著提升。2013年1月大修時，對脫碳系統(tǒng)進(jìn)行了檢查，填料及Belzona涂層均未發(fā)現(xiàn)腐蝕。(收到修改稿日期2013．03．19)馨占懈陟

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