MDEA脱碳设备防腐地地总结

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1、MDEA脱碳设备防腐总结MDEA,脱碳，设备，防腐MDEA,脱碳，设备，防腐文献介绍，通常情况下，MDEA脱碳系统不会产生破坏性的腐蚀问题，故许多企业在采用该技术时，有关设备及填料的材质大多选用碳钢。然而许多企业MDEA脱碳系统的腐蚀问题很普遍。本文对 MDEA脱碳装置在运行中存在的腐蚀问题进行分析并采取有效防治 措施。 1 MDEA脱碳设备腐蚀原因分析本单位自1995年采用MDEA脱碳工艺至2001年底，总体运行稳定，也给企业带来 了一定的经济效益。但2002年装置生产能力逐渐扩大后，系统发生了一系列的破坏性腐蚀 现象，严重影响了合成氨系统的稳定运行。1.1 阀门腐蚀阀门腐蚀的频次占装置腐蚀

2、总频次的16 %，腐蚀的最终现象体现为外漏和内漏。外漏较为直观，一旦发生腐蚀泄漏可以及时发现并临时采取抱箍措施。但发生外漏后，将在短时间内出现漏点周围腐蚀面积扩大，抱箍只能维持1015 d。外漏腐蚀一般发生在吸收塔富液出口管的阀门上，经拆检外漏腐蚀阀门，多为阀芯后段的阀体腐蚀。内漏一般较难发现， 多数是在液位调节不灵敏甚至开关阀门都无作用时，待停车检修拆检该阀门时才发现。内漏腐蚀的位置一般出现在闪蒸罐出口液位调节阀的副线阀上。吸收塔富液出口管上的阀门腐蚀原因主要是由于溶液流速过高，在阀门过流部位产生流态变化所造成的冲刷性腐蚀。而闪蒸罐出口液位调节阀的副线阀的腐蚀，则是因富液减压后释放出CO2气

3、蚀所致。1.2 管道腐蚀管道腐蚀发生的频次占装置腐蚀总频次的42 %，其中闪蒸罐出口溶液自调阀后发生的管道腐蚀占该种腐蚀的 90 %。为延长管道使用周期，曾采用厚壁管替代薄壁管，但效果并 不理想。据统计，该段管道使用寿命最长为4个月，最短的只有 26d。从管道腐蚀面看，管道腐蚀呈现的表状为多孔疏松结构，属典型的气蚀现象，该现象在液位自调阀后 1.2m区域内尤为明显。这是由于闪蒸罐内的压力为0.45 MPa，液位自调阀后的压力为 0.18 MPa，溶液从0.45 MPa 减压至0.18 MPa后，液相中的C02呈现过饱和状态而从液相释放，导 致了液位自调阀后管段产生气蚀。1.3 塔器腐蚀常压解吸

4、塔塔壁腐蚀发生的频次占装置腐蚀总频次的2%,现象是溶液从塔壁渗出。经过对腐蚀现场及设备内部结构的分析，认为是常压解吸塔的液体分布器发生故障，导致闪蒸后的溶液未经液体分布器有效分布而直接喷射至塔壁所致。利用检修的机会检查了常压解吸塔的液体分布器，证实了分析结果，其中一次是常压解吸塔顶的液体分布器8根支管掉落在分布器下的塔盘上，主管基本被完全气蚀，另一次是液体分布器的法兰连接密封垫片损坏。在生产期间，吸收塔塔壁未发生泄漏现象，但在系统大修更换吸收塔内填料时发现吸收塔贫液段下段塔壁出现腐蚀，而贫液段上段及半贫液段塔壁基本完好。腐蚀区腐蚀面积较大（占贫液段下段筒体面积的60 %左右），坑蚀明显，且分布

5、得较为均匀。从腐蚀迹象判断，可以排除溶液自身的化学腐蚀性，故将焦点集中在填料装填上。在上一次大修中，因吸收塔贫液段装填的规整填料量不足，采用部分小直径规整填料装填于贫液段下段的上层，周边使用阶梯环填料填塞。由于规整填料与散堆填料混装，影响了溶液的分布， 造成小直径规整填料层下方塔壁环隙无法被溶液润湿，而含饱和水蒸气和C02的半脱气从半贫液段上升至该无法被润湿的环隙时，气体产生降温，导致饱和水蒸气冷凝，在有C02气体存在的情况下产生酸蚀。通过小直径规整填料装填高度与腐蚀发生区的比对，腐蚀区产生于小直径规整填料层下方800mm以下的区域，证实了分析结果。1.4 泵类设备腐蚀泵类设备的腐蚀频次占装置

6、腐蚀总频次的38 %。在原有负荷下，泵的匹配为 2台半贫液泵、1台贫液泵；装置提高负荷后，按3台半贫液泵和1台贫液泵匹配。但自装置提高负荷后，半贫液泵不断出现泵轴、叶轮腐蚀，叶轮最短使用周期仅15d。通过测量发现，泵进口压力仅18 kPa，低于再生气压力(28 kPa )和常压解吸塔液位产生的32kPa的压力总和。而在原负荷下，泵进口的压力可达52kPa。因此，已在常压解吸塔达到气液平衡的半贫液，在泵进口压力低于再生压力时，液相CO2的释放是造成半贫液泵腐蚀的要因。涡轮泵的作用是回收中压溶液能量，其开工率直接关系到装置的能耗。在涡轮泵使用初期，认为只要满足涡轮泵的进出口压差就可以保证涡轮泵的使

7、用寿命。但通过多次涡轮泵故障分析表明，涡轮泵的使用寿命与溶液组分的控制有着密不可分的联系。涡轮泵被腐蚀的表象是回收的能量减少了近 30 %，经拆检后发现涡轮泵叶轮、中体都受到不同程度的腐蚀， 整个叶轮外圈基本消失，剩余部分呈异常稀疏多孔的结构，属典型的气蚀现象。在MDEA脱碳的使用初期，溶液的总碱度严格控制在(520 20 ) g /L。通过多年的运行后，发现溶液总碱度太高会增加运行能耗，故调整溶液总碱度至(460 20 ) g / L,装置的吨氨蒸汽消耗相应降低了近60kg。由此，认为只要能保证气体的净化度，溶液总碱度控制得越低越好，因此溶液总碱度指标长期控制在(400 20 ) g/L。经

8、统计，涡轮泵的腐蚀基本上是发生在溶液总碱度控制于(400 20 ) g / L的时间段内。经分析，认为总碱度降低后，溶液吸收 能力虽然未变，但使溶液的饱和度提高了，一旦出现减压工况，液相中的CO2马上就释放至气相，导致涡轮泵的腐蚀。1.5 填料腐蚀填料腐蚀主要发生在气提再生塔，卸出的填料大多残缺不全，特别是下段填料的不完整率更高，基本上全段填料层都发生腐蚀，填料腐蚀既有均匀减薄现象，又有类似蚕食痕迹。 主要是由于气提再生塔下段CO2浓度高、湿度大、温度高( 100t )，在此工况下易发生酸性腐蚀所致。2腐蚀防治措施(1 )吸收塔出口富液管道的流速设计值为1.0m /s,而目前已达3.2m /s

9、。当富液管道的流速超过2.0m /s时即会在吸收塔底形成旋涡，夹带变换气至富液管内；同时由于流 速过大造成流动阻力增加，使富液压力损失过大， 富液中的CO2提前释放出来，造成管道、阀门被腐蚀。针对富液流速过大及阀体过流部位易腐蚀的问题，放大了管道直径并将阀门更换为不锈钢材质。(2) 闪蒸罐出口液位调节阀的副线阀腐蚀属材质选用不当和操作调节问题，因此要求操作人员在调节闪蒸罐液位时，尽量使用主线调节。但由于闪蒸压力与常解上塔压力的压差 太小，溶液通过气动调节阀时阻力大而无法实现，在利用原气动调节阀的前提下，将副线调节阀的材质更换为不锈钢。(3) 闪蒸罐出口溶液自调阀后发生的管道腐蚀，因该处位置特殊

10、，溶液经过自调阀减 压后CO2气体释放量大，始终处于气蚀区，无法避免气蚀现象，因此该段管道选用高等级 的不锈钢材质，以延长管道使用寿命。(4 )常压解吸塔的腐蚀完全是由于减压溶液失去了正常的分布所造成，只要解决溶液 分布问题即可。其原因主要是常压解吸塔溶液分布器的材质耐气蚀性能差，其次是分布器支管密封法兰的垫片不能满足工况要求，因此将原常压解吸塔碳钢材质的溶液分布器改用不锈钢材质，法兰密封用的石棉垫更换为金属缠绕垫。(5)关于吸收塔塔壁腐蚀问题，可归结为填料装填的技术性问题。在意识到不同类型、规格的填料混装存在溶液分布上的问题后，杜绝了在同段内混装不同类型、 规格填料的现象。(6 )半贫液泵的

11、腐蚀是由于从常压解吸塔到泵进口的管阻损失所造成，可以通过适当 提高常压解吸塔的液位来解决。但通过提高常压解吸塔的液位仅是被动的方法，而且操作弹性受到影响，彻底解决该问题的唯一措施只有降低管阻，即更换半贫液泵进口总管， 为此将 半贫液泵进口总管由 DN300更换为DN400 。(7) 涡轮泵工作时，在整个装置内属富液减压区，富液中C02的释放与涡轮泵减压后的压力和溶液总碱度的控制密切相关。解决涡轮泵的腐蚀问题可以采用提高闪蒸压力或提高溶液总碱度的方法来解决。但闪蒸压力的提高一定程度上影响了N2和H2及其它惰性气体的解吸，会影响再生气 C02的浓度，因此仅在设计许可的闪蒸压力范围内适当提高闪蒸 压

12、力。通过计算富液 C02平衡分压并与实际运行工况比对，将溶液的总碱度从380g / L提高至450g /L以上操作，要求操作人员严格执行。(8) 气提再生塔填料的腐蚀属化学酸性腐蚀，为此寻求耐酸蚀的填料进行替换。耐酸蚀的填料主要有塑料与不锈钢。通过工况分析与成本分析，选择了增强聚丙烯填料装填。3防治效果通过不同时期对不同腐蚀点的防治，受腐蚀问题困扰近4年的MDEA脱碳装置终于趋于运行稳定，防治工作取得了一定成效。 自吸收塔富液管阀门更换为全不锈钢阀并增大富液 管直径后，近 3年未出现阀门腐蚀问题；将不锈钢材质的管道、阀门运用于易气蚀区，有 效延长了闪蒸罐液位自调阀后出口管和闪蒸罐出口副线阀的使

13、用寿命，更换至今已运行近 10个月，未出现腐蚀现象；常压解吸塔液体分布器分布异常问题解决后，彻底解决了常压 解吸塔塔壁的腐蚀问题；严格控制吸收塔填料装填质量，避免气液偏流，通过在线定期、定点检测塔壁壁厚，未发现减薄迹象，内部情况有待下次检修时进一步确认；半贫液泵进口管径增大后，通过大泵量工况运行检验，泵入口压力维持在50kPa以上，半贫液泵的使用寿命提高至20个月以上；严格控制溶液总碱度指标，在新的涡轮泵投入使用8个月后拆检，未再发现腐蚀问题；使用增强聚丙烯填料替代气提再生塔碳钢阶梯环后，经18个月的运行，未发现填料腐蚀问题，彻底解决了气提再生塔填料腐蚀的问题。4 结语以上分析的MDEA脱碳装置的腐蚀情况（除吸收塔塔壁腐蚀）并非个别现象，许多企业都遇到了类似的情况。MDEA脱碳装置的腐蚀问题已每年给本企业带来近150万元的直接损失，若考虑溶液受腐蚀产物污染的影响，累计损失已达到500万元，增加了装置运行费用。但通过分析腐蚀产生的机理，正确认识MDEA脱碳腐蚀产生的原因，采取适当的防治措施，实践证明 MDEA脱碳装置的腐蚀问题是可以得到有效控制的。