尿素设备腐蚀的影响因素分析及防腐措施..doc

《化工腐蚀与防护》 课程论文 姓名： 杨勇林 班级： 能化1302班 学号： 1310140133 成绩： 尿素设备腐蚀因素及防腐措施 摘 要：在尿素生产过程中，原料CO、NH、甲铵和尿素的水溶液，原料带入的硫化物、氯化物及生产过程中形成的碳酸铵溶液、稀氨水和少量氰酸等都具有腐蚀性，特别是在温度130℃～200℃、压力150kg/cm2～250kg/cm2下的尿素—甲铵溶液对金属的腐蚀更为严重，许多生产企业的尿塔等设备均因腐蚀问题进行过停车抢修。腐蚀问题因其成为尿素稳定生产的严重障碍而日益受到重视。 尿素—甲铵溶液对金属的腐蚀，主要是由于溶液中的氨基甲酸根(COONH-2)为一种还原性酸根，能破坏不锈钢等金属表面的钝化膜，使其产生活化腐蚀。近年来，通过红外分光光度的测定，证明了原料NH和CO在高温下合成尿素过程中因异构化而生成氰酸铵，后者分解成游离氰酸： 　CO(NH)=NHCNO=HCNO+NH 氰酸根(CNO-)也是一种还原性酸根，对金属表面的钝化膜也能产生活化腐蚀。 还有学者认为，腐蚀是由溶液的电化学反应和游离的碳酸根()引起的。 三、正常生产中的防腐蚀控制 1、严格控制操作温度 超温对设备的加速腐蚀是比较明显的，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，要严格控制设备的运行温度，尽量避免超温现象的发生。如尿素合成塔的最高温度一般不宜超过188℃，钛材尿素汽提塔的温度一般不宜超过207℃。若发现系统在运行时出现超温，要及时进行调整，将温度控制在正常的指标范围。 2、严格控制系统的加氧量 系统的加氧量是金属表面形成钝化膜的关键。系统加氧量不足，会导致钝化膜防腐效果不好，出现缺氧腐蚀；系统加氧量过大，尾气放空量增多，系统的氨损失增加。因此，正常生产中以控制正常指标的中等偏上为宜。停车期间，由于钝化膜会受到不同程度的破坏；系统开车初期，金属表面呈现活化状态，是钝化膜处于重新形成和逐渐恢复的过渡时期，在此期间，系统的耗氧量相对增加。因此，设备运转初期，系统加氧量以控制指标的上限为宜，待设备运行几个小时以后，再逐渐适当降低系统的加氧量。系统在运行过程中若出现钝化空气中断，而且在短时间内（一般不超过10min）不能恢复时，应做紧急停车处理。 3、系统硫含量及氯离子含量的控制 系统硫含量的控制，主要是注意监测原料CO2气中硫含量是否超标，尤其是以煤为原料的合成氨—尿素生产厂，更应注意监测这一指标。硫和氯离子对设备造成的腐蚀非常严重，只要有上述2种元素存在，设备腐蚀现象就会发生，其含量愈高，对设备造成的腐蚀愈严重。当原料CO2气中硫质量分数超过1.5×10—5时，系统的钝化膜就无法形成，设备将进入加速活化腐蚀状态。 4、氨碳比、水碳比的控制 系统在高氨碳比、低水碳比的状况下运行，有利于减缓设备的腐蚀，因此，在生产控制中，从保护设备的角度而言，系统的氨碳比应尽可能控制在指标的上限运行，系统的水碳比应尽可能控制在指标的下线运行。 四、停车封塔期间的防腐蚀控制 停车封塔期间的设备防腐蚀控制也比较重要，如果操作和维护不当，一次停车给设备造成的腐蚀有可能比正常运行几个月产生的腐蚀都严重。因此，掌握好停车期间减缓设备腐蚀的方法和措施，对保护尿素高压设备而言也是非常重要的。停车时，为减缓设备的腐蚀，一般需要注意以下几个方面。 1、系统氨碳比的控制 在停车前或停车时，适当增加系统氨的加入量，提高系统氨碳比，有利于停车封塔期间设备的防腐。计划停车时，可以在停车之前适当提高送入系统的氨量，以提高系统停车期间的氨碳比；紧急停车时，只要不是因高压氨泵发生故障引起的系统停车，可以在停车封塔时，适当延长氨泵向系统的送氨时间，提高停车封塔期间系统的氨碳比。 2、系统水碳比的控制 停车期间应尽量减少系统的用水量，以降低系统的水碳比。具体在操作中可以从2个方面注意：一是停车前，如果是计划停车，可以适当减少系统的加水量，从而达到降低系统水碳比的目的；其次是停车期间设备和管道冲洗时，应尽量减少冲洗时间和冲洗频率，以减少封塔期间系统的外加水量。 3、封塔时间的确定 由于每次停车时系统所处的状况不同，严格讲，停车后的最长封塔时间也应该不尽相同。每次停车后的最长封塔时间要根据停车时的具体情况来确定，一般为12～48h不等。具体情况如下： （1）系统因断氨而出现紧急停车，若停车前系统氨碳比一直控制在指标的下限运行，停车时又不能向系统多加氨，这种状况下，封塔时间一般不宜超过12 h。 （2）紧急停车，若封塔时可以向系统加入一定量的氨，且停车前系统的氨碳比控制正常，此时，封塔时间以不超过24h为宜。 （3）如果