文档介绍：从工艺运行角度分析尿素生产设备腐蚀原因及防范
从工艺运行角度分析尿素生产设备腐蚀原因及防范
北大荒农业股份有限公司浩良河化肥分公司是以北大荒牌尿素为主导产品的氮肥生产企业,现有年生产能力为18万吨合成氨、30万吨尿素,以煤为原料进行尿素生产。近年来,尿素系统多台设备发生不同程度腐蚀现象,对生产造成一定影响。现从工艺运行角度就设备腐蚀原因及防范加以分析。
一、影响设备腐蚀的因素

由于温度的升高可以增加金属在其活化态和钝化态的腐蚀速率,使不锈钢的钝化区范围变窄,加速了材质的活化——即加速了阴极、阳极的氧化、还原过程,从而提高了设备的腐蚀速率。
介质温度升高,化学反应速度加快,温度低于165℃时,温度的变化对不锈钢腐蚀的影响较小;但温度在165~200℃时,腐蚀速率将增加3~4倍。

操作温度对设备腐蚀的影响很大,当操作温皮超过设计温度时,即使仅超过1~2℃,设备腐蚀速率增加得也非常明显。一般根据介质中铁、镍含量的高低判断设备的腐蚀程度,若介质中的铁、镍含量增高,则说明设备的腐蚀情况呈加剧趋势,应及时查找原因,使其尽快恢复正常值。

氨碳比升高,有利于减缓设备的腐蚀,这是由于氨碳比较高时,系统pH升高,使系统的酸性降低,从而减少了COONH2-和CNO-在介质中的浓度和停留时间。即发生如下反应:NH3+H2O-→NH4+ +OH-;NH2+COONH2-→NH4COONH2;NH4++CNO--→O
据测算,正常运行时,CO2汽提工艺设备的腐蚀速率一般比氨汽提工艺的腐蚀速率高。停车封塔时,CO2汽提工艺封塔时间一般要求不超过24 h,而氨汽提工艺一般可封塔48 h以上。

水碳比增高,设备腐蚀程度增大。系统水碳比增高时,系统的水量相对增多,溶液浓度变小,O的解离度,溶液中的COONH2-和CNO-数量相对增加。
5、甲铵液浓度
因甲铵液浓度较高时,介质中COONH2-数量相对增多,COONH2-具有强还原性,使金属表面钝化膜不断地被破坏,从而增加了设备的腐蚀程度。

系统的氧含量是金属钝化膜形成的关键。如果系统中氧的浓度低于形成钝化膜所需的最低浓度时,氧化膜将被破坏,设备进入活化加速腐蚀阶段。

原料CO2气体或空气中的硫,进入尿素合成系统,在高温、高压下进行水解和一系列氧化还原反应后,将金属氧化膜破坏,从而使金属表面产生严重的活化腐蚀。

氯离子是导致应力腐蚀的主要因素,当大量的氯离子聚集在金属表面时,很容易产生应力腐蚀,从而导致设备裂纹破裂或断管。运行中要严格控制尿素甲铵液、蒸汽、冲洗水等介质中氯离子的含量,尽量防止和避免应力腐蚀现象的发生。

介质流速是导致冲刷腐蚀的一个主要因素,为减缓冲刷腐蚀,设计时应适当增大管径,以减缓介质在设备内的流速,以高负荷状态下不使金属表面的钝化膜受到破坏为原则,在气(汽)液共存的列管或管道内,由于介质对管壁的冲蚀更为严重,设计中需要充分考虑这些因素。
二、正常生产中的防腐蚀控制

超温对设备的加速腐蚀较明显,超温幅度愈大,设备腐蚀速率增加愈快;超温时间愈长,设备腐蚀愈严重。所以,正常生产中,要严格控制设备的