尿素裝置壓力容器腐蝕的概況
一、尿素的腐蝕影響
尿素生產(chǎn)過程中, 在高溫、高壓環(huán)境下, 液氨、CO2 、氨水、冷凝液和蒸汽等都會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕作用，但主要設(shè)備的腐蝕作用是尿素甲銨液對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕。尿素合成塔(尿塔) 是尿素生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備, 尿素合成介質(zhì)具有良好的導(dǎo)電性, 對(duì)金屬的腐蝕為電化學(xué)腐蝕過程。目前用于尿素設(shè)備的不銹鋼、鈦、鋯等耐蝕材料均為鈍化型合金, 其腐蝕的電化學(xué)行為與在無機(jī)酸中相似。甲銨預(yù)熱器和甲銨分離器, 所選用的耐蝕材料一般都能滿足耐蝕性要求。尿素生產(chǎn)裝置的腐蝕包括了全面腐蝕、局部腐蝕的孔蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕、選擇性腐蝕、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞、沖刷腐蝕和空泡腐蝕等各種電化學(xué)腐蝕類型。尿素生產(chǎn)過程中, 在高溫和高壓情況下接觸尿素甲銨溶液的設(shè)備見表5-18。
尿素生產(chǎn)過程中的中間產(chǎn)物尿素甲銨溶液在高溫高壓情況下, 其腐蝕性很強(qiáng), 在不加氧的情況下, 不銹鋼并不耐甲銨溶液的腐蝕。
二、尿素甲銨溶液的腐蝕機(jī)理有以下幾種解釋
①氨基甲酸根的腐蝕氨基甲酸銨在水中離解出氨基甲酸根(COONH2-) 呈還原性,能阻止金屬表面氧化膜的生成, 使金屬產(chǎn)生活化腐蝕。
②氰氧酸根的腐蝕尿素甲銨液的腐蝕是由于在高溫高壓條件下尿素會(huì)產(chǎn)生同素異構(gòu)物氰氧酸根, 例如在100℃時(shí)可有5% 的尿素轉(zhuǎn)化為氰氧酸銨。氰氧酸根有強(qiáng)烈的還原性,使鈍化型金屬不易形成鈍化膜而產(chǎn)生活化腐蝕。
在不銹鋼被氨絡(luò)合和溶解過程中, 表面氧化膜的溶解次序?yàn)? 氧化鎳—氧化鉻—氧化鐵—氧化鉬(氧化鉬完全不絡(luò)合) 。
④形成羰基物有人認(rèn)為, 不銹鋼在尿素甲銨溶液中的腐蝕是由于金屬與介質(zhì)發(fā)生了羰基化反應(yīng), 生成了金屬羰基物。鎳和不銹鋼中的鎳容易生成Ni(CO)4 , 所以鎳最不耐蝕。
⑤ HCO3-的作用有人根據(jù)NH4+濃度和HCO3-濃度對(duì)S31603不銹鋼陰極電流密度影響試驗(yàn)結(jié)果, 發(fā)現(xiàn)陰極電流只隨HCO3-濃度的增加而增加.
人們也采用模擬實(shí)際生產(chǎn)的試驗(yàn)裝置, 進(jìn)行電化學(xué)測試。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 加入溶液中的氧對(duì)降低不銹鋼的腐蝕速度起著重要的作用, 氧使不銹鋼的腐蝕電位升高, 但僅當(dāng)氧含量高于某一臨界值時(shí), 才能對(duì)不銹鋼起到保護(hù)作用。對(duì)于不同尿素生產(chǎn)工藝腐蝕特性有一定的差別, 則起鈍化作用的氧含量( 臨界值) 也不一樣; 過高的氧含量對(duì)生產(chǎn)工藝帶來不利的影響。尿塔的腐蝕與防護(hù)是一個(gè)比較復(fù)雜的問題, 除了與操作人員、管理人員的責(zé)任心、操作水平有密切相關(guān)外, 還與合成塔本身的材料、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、制造質(zhì)量、安裝及維護(hù)等相關(guān)聯(lián)。只有嚴(yán)格按照操作規(guī)程, 執(zhí)行工藝指標(biāo), 定期對(duì)尿塔的檢測與維護(hù), 才能確保尿塔的安全,穩(wěn)定, 長周期運(yùn)行。尿素裝置中, 盡管氨水和尿液對(duì)碳鋼的腐蝕性較強(qiáng), 但現(xiàn)在與它們接觸的設(shè)備材質(zhì)都為不銹鋼或非金屬材料, 所以這些設(shè)備的腐蝕問題并不多見。
三、夢(mèng)能服務(wù)與支持
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