MDEA脱碳装置腐蚀原因探讨
MDEA脱碳二氧化碳吸收塔腐蚀探源

MDEA脱碳二氧化碳吸收塔腐蚀探源
张永平;杨久宜;杨青山;石庆永;王国华
【期刊名称】《中氮肥》
【年(卷),期】2008(0)3
【摘要】分析了四川美丰化工股份有限公司化肥分公司270 t/d天然气连续转化制取合成氨脱碳系统CO2吸收塔内壁腐蚀状况,运用化学腐蚀与防护原理,从CO2腐蚀的环境影响因素、活化MDEA溶液的吸收原理、工艺操作温度压力、塔内件等方面进行探讨,得出CO2吸收塔腐蚀是CO2气分压较高、保护膜被破坏而引起的酸性腐蚀的结论,并提出相应的建议.
【总页数】5页(P33-37)
【作者】张永平;杨久宜;杨青山;石庆永;王国华
【作者单位】四川美丰化工股份有限公司化肥分公司,四川,德阳,618000;四川美丰化工股份有限公司化肥分公司,四川,德阳,618000;四川美丰化工股份有限公司化肥分公司,四川,德阳,618000;四川美丰化工股份有限公司化肥分公司,四川,德
阳,618000;四川美丰化工股份有限公司化肥分公司,四川,德阳,618000
【正文语种】中文
【中图分类】TQ051.8+2
【相关文献】
1.MDEA脱碳吸收塔腐蚀分析与防腐措施 [J], 张龙;
2.阿姆河气田天然气脱硫脱碳MDEA吸收塔工艺的优化 [J], 陈冠举;欧阳进杰;张
引弟
3.MDEA脱碳改造CO2吸收塔主要参数的确定 [J], 王国华
4.MDEA脱碳系统腐蚀原因及溶液净化处理 [J], 卢克涛
5.MDEA脱碳系统腐蚀原因及溶液净化处理 [J], 雷玉平
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MDEA脱碳系统生产中的问题及解决措施

化工设计通讯合成氨与尿素第45卷第3期Chemical Engineering Design Communications Ammonia and Urea2019年3月MDEA脱碳系统生产中的问题及解决措施夸i*(中国石油乌鲁木齐石化分公司,新疆乌鲁木齐830019)摘要:在合成氨的生产过程中,脱碳是一个十分重要的工序,通过脱碳工序,能够将前端工艺气中的二氧化碳成分进行脱除,提高气体的清洁性,因此对于整个合成氨生产系统来说,脱碳工艺的质量会对生产系统的运行产生直接的影响。
在脱碳工艺当中,MDEA法是当前应用范围最为广泛的脱碳工艺,这种方法具有诸多优点,但是对于设备的要求较高。
因此针对MDEA法脱碳工艺当中的生产装置运行情况展开研究,主要阐述了生产系统运行过程中存在的问题并提出解决措施。
关键词:MDEA法脱碳;生产系统;问题;解决措施中图分类号:TQ113.264文献标志码:B文章编号:1003,490(2019)03-0005-02Probe into Problems and Optimization in Production ofMDEA Decarbonization SystemLi YuAbstract:In the production process of synthetic ammonia,decarbonization is a very important process.Through the decarb o n i zation process,the carbon dioxide component in the front-end process gas can be removed and the cleanliness of the gas can be improved.Therefore,the quality of the decarbonization process will have a direct impact on the operation of the production system for the whole synthetic ammonia production system.Among the decarbonization processes,MDEA process is the most widely used one at present.This method has many advantages,but it requires higher equipment.Therefore,this paper studies the operation of production units in MDEA decarbonization process>mainly expounds the problems existing in the operation of production system and the solutions.Key words:MDEA process decarbonization production system;problem;solving measure1MEDA系统生产过程中存在的问题1.1脱碳系统出口CO?浓度过高对于合成氨生产来说,合成气的净化程度是十分重要的生产指标。
MDEA脱碳吸收塔腐蚀分析与防腐措施

吸收 C O : 的 MD E A溶 液 ( 富液 ) 经 减 压 后 进 入 常压解 吸 塔 进 行 常 压 解 吸 , 常压 解 吸 塔 塔%) 送至吸收塔 中部 吸 收煤气中的 C O : , 另一部分半贫液 ( 约2 0 %) 则由
常压泵送 至 溶 液 换 热 器 , 经 与贫 液 换 热 后 进 入 汽
提再生 塔上 部 , 被 汽 提 塔 深 度解 吸后 从 汽 提 塔 中
吸收塔上部人孔有不 同程度腐蚀 , 第二段填料处
最 为严重 , 四层填 料 的碳 钢 压板 腐蚀 严 重 , 下段 腐 蚀较轻 , 常 压 解 析 塔腐 蚀 较 轻 , 汽 提 塔 基 本 无 腐
蚀。
下部 出塔 , 经 再 沸 器 被 蒸 汽 加 热解 吸 出几 乎 所 有
收 稿 日期 : 2 0 1 7—0 7—1 8
作者简介 : 张龙( 1 9 8 9一), 男, 2 0 1 3年毕业 于安徽 理工大 学
化学工程学院 , 现就职于皖维高新材料股份有 限公 司对 外合 作部。
逆流接触 , 被吸收 C O 的煤气从顶部出塔后 , 经加
《 维纶通 讯》
在高浓 度 H C O 一 的溶 液 中 , 碳 钢 的钝 化 电 位
区间 较 大 , 击 穿 电 位较 高 , 点 腐 蚀 的敏 感 性 降 低 , H C O , 一 的存 在 会抑 制 F e C O 的溶 解 , 促 进 钝 化 膜 的形成 , 从 而降低 碳 钢 的腐 蚀 速度 。 因此 , 系 统 中 活化 MD E A水溶 液对 碳 钢塔 体腐蚀 性较 低 。根据
A
B
C
图2 MD E A吸收塔腐蚀状况
3 吸收 塔 腐 蚀 分 析
aMDEA脱碳改造后再生系统腐蚀原因及防护方法探讨

aMDEA脱碳改造后再生系统腐蚀原因及防护方法探讨1 概述300kt/a合成氨装置的脱碳系统由low heatbenfield(低热苯菲尔特)改造为aMDEA(活化甲基二乙醇胺)脱碳后,系统能力扩大50%,再生系统压力提高1/3。
除循环量高于设计值外,系统运行基本稳定,脱碳能力满足要求,净化气中CO2微量一般仅100ppm。
但在运行一年后,已经正常使用近30年的CO2输送管线以及再生塔出口二氧化碳水冷器、分离器开始出现严重腐蚀,碳钢材料出现大量的坑蚀,并伴随着二氧化碳水冷器中下部的腐蚀穿孔。
CO2输送管线分离出来的液体水中铁离子高,无法进行回收,给系统安全运行带来很大影响。
2 CO2腐蚀机理最先,我们认为腐蚀的原因为再生系统操作压力上升,CO2分压提高,CO2溶解度上升,导致酸性腐蚀加剧。
二氧化碳溶于水后对部分金属材料有极强的腐蚀性,由此而引起的材料破坏统称为CO2腐蚀。
CO2腐蚀典型的特征是呈现局部的点蚀、癣状腐蚀和台面状腐蚀。
一般认为二氧化碳分压是二氧化碳腐蚀的直接影响因素。
对于普通钢和低合金钢,腐蚀速率可用Dc.Waard的“最坏情况”经验公式来计算,不过该公式只能用来估算没有形成膜的裸钢最坏的情况下的腐蚀速度,而不能反映出流动状态、合金元素等对腐蚀速度的影响。
lgv=0.671g P CO2+C该方程式表明了腐蚀速率(v)与二氧化碳分压(P CO2)及温度校正系数(C)的关系,当二氧化碳分压低于0.2MPa且温度低于60℃时,测量结果与计算结果基本一致。
进一步分析CO2腐蚀机理为:二氧化碳腐蚀破坏行为在阴极和阳极处表现不同,在阳极处铁不断溶解导致了均匀腐蚀或局部腐蚀,表现为金属材料的壁厚变薄或点蚀穿孔等局部腐蚀破坏;在阴极处二氧化碳溶解于水中形成碳酸,释放出氢离子。
氢离子是强去极化剂,极易夺取电子还原,促进阳极铁溶解而导致腐蚀,同时氢原子进入钢中,导致金属构件的开裂。
众多实验研究结果一致认为,在常温无氧的二氧化碳溶液中,钢的腐蚀速率受析氢动力学控制。
关于MDEA脱碳装置的看法

若吸收塔压力超过2MPa,就应使用闪蒸罐,一般操作条件为60℃,0.5MPa,停留时间为20~30分钟。
5、汽提再生
一般再生后贫液中CO2应为1g/L左右。目前Ⅰ、Ⅱ装置的贫液再生均不理想。解决方法有二,其一是提高再生塔底温度为120℃左右,塔顶为100℃;其二,减少贫液数量,提高再生贫液质量。所有醇胺在高于150℃都要加速降解,因此重沸器管线或热再生管线表面的高温是热降解的根源。一般再生蒸汽压力低于0.4MPa为宜,到达终端温度不超过150℃。
谁能公布30万吨合成氨 MDEA法的流程及工艺说明!它比本非尔溶液的运行成本的优越性在那里,特别是节约多少能耗,经济效益怎么样?
关于MDEA脱碳装置的看法
我厂是年产45万吨合成氨装置,MDEA现在国产和进口混用。具体流程为:
出低变工序工艺气温度260℃压力2.83 MPa流量187187.4NM3/h(湿气),加入来自106-J的工艺冷凝液后经105-CA/CB冷却至130℃。再经106-C冷却后进入102-F进行气液分离,分离出的工艺冷凝液一部分去106-J作激冷水,另一部分55℃、2.55MPa经LCV-5去103-F,还有一部分与来自121-F/F1冷凝液合并去工艺冷凝液回收系统(E66401)。
从CO2汽提塔底部出来的热贫液112.8℃ 801.64t/h先经溶液换热器109-CA1/CA2(管侧)降温,再进贫液泵经107-J升压,再经溶液换热器109-CB1/CB2(管侧)降温,并经贫液冷却器108-C进一步冷却至40℃左右进CO2吸收塔上塔。
现在装置负荷85%左右,二氧化碳量为33000方左右,存在以下几个问题:
根据1molMDEA可处理0.45~0.55mol总酸气指标进行计算:
mdea脱碳系统腐蚀原因及溶液净化处理

·42·
中 氮 肥
第 2期
要求,但运行约 1a时,MDEA溶液铁离子含量 量降 至 185×10-6; 但 之 后 系 统 负 荷 一 波 动
猛涨,无法控制,设备和管道多处出现穿孔泄 MDEA溶液铁离子含量就又开始上涨,11月 11
漏,系统被迫停车,检修设备和管道,并更换溶 日铁 离 子 含 量 一 度 达 到 769×10-6,又 添 加 了
MDEA脱碳系统中,吸收塔、常压解吸塔和 汽提塔均为碳钢设备,除汽提塔上部有少量不锈 钢阶梯环填料外,其余皆为碳钢阶梯环填料;半 贫液泵、贫液泵和常压泵均选用或后期改用不锈 钢材质;所有气、液管道及管件选用碳钢材质, 绝大部分阀门选用碳钢材质。 22 MDEA溶液使用简况
MDEA溶液主成分为 N-甲基二乙醇胺 (即 MDEA),活性组分主要为哌嗪,以 V2O5 和酒石 酸锑钾为缓蚀剂。最初设计时,溶液总胺浓度为 30%,随着生产负荷的提升,变换气气量超过设 计值,净化气 CO2含量超标,于是对溶液组分进 行调整,补加新配方溶液使溶液总胺浓度达 50% 左右,且不再添加钒 -锑缓蚀剂。该溶液体系满 足了高负荷生产 (变换气气量达 35000m3/h)的
52预膜钝化系统用氮气置换并充氮保护开泵进行溶液循环汽提塔再沸器出口溶液温度控制在95100预膜钝化48h53运行情况系统重启后维持28000m3h的变换气气量脱碳系统工艺指标控制正常运行稳定铁离子含量稳中有降降至600106左右但仍然偏高这一方面表明系统腐蚀状况得到了有效控制另一方面表明mdea溶液仍有结垢沉淀的倾向有检修机会时应对有关设备和管道进行沉淀物清理
23 M热稳盐的酸
2018年 7月初起,MDEA溶液铁离子含量 根离子,使碳钢设备与管道受到腐蚀,表现为溶
MDEA再生塔腐蚀失效分析及维修

收稿日期:2009-04-16作者简介:秦泗平(1975-),男,山东日照人,工程师,学士,从事风险评价及控制技术的研究工作。
文章编号:1000-7466(2009)05-0104-04MDEA 再生塔腐蚀失效分析及维修秦泗平1,孙文涛2,罗小斌3(1.青岛中油华东院安全环保有限公司,山东青岛 266071;2.中国石油工程建设公司,北京 100011;3.中国石油吐哈油田公司甲醇厂,新疆鄯善 838202)摘要:通过对醇胺再生塔的检验和腐蚀机理分析,确认醇胺再生塔的腐蚀主要是CO 2腐蚀,其湿硫化氢风险较小。
据此提出了维修和操作建议。
关键词:醇胺再生塔;失效机理;CO 2腐蚀;维修中图分类号:TQ 053.5 文献标志码:BFailue Analysis and Maintenance for N -methyl Diethanolamine Regeneration ColumnQIN S-i ping 1,SUN Wen -tao 2,LUO Xiao -bin3(1.Qingdao China Petroleum CEI Safety and Environment Protection Co.Ltd.,Qingdao 266071,China;2.China Petroleum Engineering &Construction Company,Beijing 100011,China;3.Turpan -H ami Oilfield Company Methanol Plant,CNPC,Shanshan 838202,China)Abstract :Based on the inspectio n and the cor rosio n m echanism analysis o f the N -m ethyl dietha -nolamine regeneration column,it can be confirmed that the corr osion of the co lum n w as mainlycaused by CO 2,much m ore than H 2S.According to the result,maintenance and operation advice of the column w as pro posed.Key words :N -methy l diethanolamine regeneration co lum n;failur e m echanism ;CO 2corrosion;m aintenance醇胺再生塔(以下简称再生塔)是天然气生产和化肥造气净化系统的主要设备,其作用是脱除胺液中的H 2S 和CO 2以再生脱硫脱碳溶剂。
MDEA在脱硫过程中的降解腐蚀原因分析及对策

难以凭借溶液碱度分析来判断。
4胺液效 率降低原 因分析
3.2 股 液 颜 色
胺液 颜色产 生变化 ,尤其是 贫液变 化 明显 ,呈 4-1 胺 液发泡 引起
现 出红褐 色 、黑 色或 墨绿 色 。当胺液发 生降解 时呈
MDEA的水溶 液浓 度越 大 ,越 容易 发泡 。根据
现红 褐色 ;若胺液 系统 中产生 了大量 的硫化亚 铁 , 实践操作经验 ,胺液浓度控制在 l3%~15%之间生 产
1
08Cr2AlM o
2011#-
4
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
08Cr2A1Mo 2 08Cr2A1M o 1 08Cr2A1Mo
1
316L
表2
2011-7.19北京世博恒业科技有限公司胺液检测报告
项 目
榆炼联合二液化 气精 制氨液
不影 响生产参考值
外观(Appearance) 浅黄色透 妻冀 黑色颗粒 一
82032-浓 度会达到20g/L以上 。
降解 、化 学降解 和氧化 降解 。降解产物 的多少 与溶
矮
TOTAL CORROSION CONTROL
VO L.26 No.8 AUG.201 2
电导 (ms/cm)
12.59
一
总胺 (TA,%)
l9.12
一
束缚胺 (BA,%)
6.82
≤ 1.00
热稳 定性 盐 (HSS,%)
4.90
≤0.50
卤化 物 (Cl一, 1×10 )
53
≤ 100
硫 化 物 (Sulfides,1 X 10 )
465
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MDEA脱碳装置腐蚀原因探讨张剑鹏 来 强 刘亚冲(福建永安智胜化工联合公司 366013)摘要 概述M DE A脱碳装置的腐蚀机理,对我公司合成氨厂脱碳装置腐蚀原因作了分析并提出防腐技术措施。
关键词 M DE A脱碳 装置 防腐 实践证明,M DE A脱碳工艺具有溶剂吸收C O2的能力大(20~31m3/m3,标态)、净化度高(C O2残留量<0.1%)、再生气纯度高(C O2> 99%)、溶液再生热耗低的特点,但近来部分厂家在使用过程中出现了设备的腐蚀问题。
国外80年代已开始对M DE A脱碳装置的腐蚀问题进行研究,国内亦对装置的腐蚀机理进行了探讨。
国内M DE A和活化剂生产厂已开始生产配有缓蚀剂的活化剂,内蒙赤峰二厂在生产中已采用缓蚀剂并取得较好效果。
1 M DE A脱碳装置腐蚀机理据报道[1,2],M DE A脱碳系统的腐蚀类型很多,主要有如下几种:(1)高温下C O2和H2S在湍流区引起腐蚀C O2+H2O H2C O3Fe+H2C O3FeC O3+H2Fe+H2S FeS+H2(2)系统中氧气破坏钝化保护膜4FeS+O2+10H2O4Fe(OH)3+4H2S4FeC O3+O2+10H2O4Fe(OH)3+4H2C O3(3)M DE A和活化剂降解引起腐蚀M DE A和活化剂在通常情况下不降解,而在氧气存在(≥0.1%)和温度较高时(≥150℃),会发生氧降解和热降解,其降解产物为腐蚀性介质。
(4)热稳定性盐浓度过高脱碳溶剂在长期运行中,与酸性气体及化合物形成碱性胺盐,如甲酸盐、草酸盐、硫酸盐、氯化物、乙酸盐、硫代硫酸盐等。
这些盐不能热再生而积累在系统中,当浓度超过0.5%,也会导致设备腐蚀。
(5)M DE A浓度偏低(6)物料流速过高加大酸性气体腐蚀速率有些专家建议,为了减少气体闪蒸,在碳钢管道内富液流速不应超过1m/s,在使用不锈钢时不应超过2.5m/s,以减少酸性气体腐蚀。
但企业在强化生产时,往往加大物料流速,会加剧腐蚀速率。
(7)设备加工中的问题在吸收和再生过程中,换热器及管线如用碳钢或低合金钢制造时,焊缝部位如果热处理不充分,将产生应力腐蚀[3]。
2 我公司部分脱碳装置腐蚀原因分析我公司氨厂脱碳采用南化集团公司研究院的改良M DE A脱碳技术,由江苏省化工设计院进行工程设计,设计规模为年产氨4.5万t。
1995年12月投产以来,工况稳定,净化气中C O2稳定在0.1%以下,再生气中C O2浓度>99%,能满足尿素生产需要,蒸汽消耗也较低。
1999年4月小修时,发现材质为Q235-A的脱碳溶液换热器壳环焊缝(焊条为J427)出现许多垂直于焊缝的裂纹。
对焊接试块进行金相分析,发现裂纹沿晶界和两相界面开裂并扩展,受蚀晶界粗化,初步判断该裂纹为沿晶极溶解型应力腐蚀开裂。
5月份小修时,还发现气提再生塔(碳钢)有多处细小裂纹。
应力腐蚀三要素是拉伸应力、敏感金属和腐蚀环境、介质。
前两者是内在的因素,而后者是在特定工况下形成的。
腐蚀出现在系统中使用温度较高(93.5~113℃)的低压设备的焊缝的两侧,腐蚀介质主要是酸性气体H2S和C O2,其次是氧气和热稳定性盐。
腐蚀环境是在下列特定工况下(下转第55页)35图1 改造后合成塔简图 从表1、2可以看出:(1)技改后,合成塔的塔底、塔顶温度上升,说明反应下移,转化率提高约1%~1.5%,提高了合成塔的有效利用率。
(2)因合成塔转化率的提高,再加上对气提塔的缺陷修复,使气提效率大大提高,气提塔温度均有所提高,同时加热蒸汽压力比原来降低0.15MPa。
(3)技改前后消耗对比见表3。
技改后因转化率提高,尿素生产负荷可达设计能力的115%(即460t/d),运行稳定,最高负荷估计可达480t/d。
表3 吨尿素消耗对比项 目氨耗(kg)蒸汽耗(t)技改前5950.76技改后5850.67 (4)由于尿塔转化率的提高和气提塔温度的提高,高、中、低压负荷不再后移,中压、低压蒸汽加热分解器温度均能控制在设计值,特别是蒸发二段负荷大大减轻,E115的冲刷腐蚀大大减轻,从而增加尿素装置的稳定性,操作弹性大,消耗下降,效益提高。
4 改造后的遗留问题合成塔增设2块塔板,虽然对我厂尿素装置的稳产、高产、低耗起到了关键的作用,但同时阻力有所增加,操作上表现在高压圈压差增大。
合成塔出液阀原来的开度60%~70%,现必须开大至90%~95%,以维持合适的压差及高压甲铵分离器的正常液位。
这样使合成塔与气提塔实际压差减小,对合成塔转化率产生一定影响。
5 遗留问题的处理针对增加塔板后使合成塔阻力增加这一问题,计划下一次大修时对原先的10块塔板增加开孔率,以消除对合成塔操作的负面影响,最终达到最大限度地发挥增加塔板后提高转化率的作用。
(收稿日期 1999-06-03)(上接第53页)出现:(1)生产负荷由设计能力年产氨4.5万t提高至6.0万t,引起物料流速加大,并形成湍流区而加剧腐蚀。
(2)再生压力由0.025MPa提高至0.042 MPa,贫液中残留H2S和C O2浓度提高。
(3)系统中氧含量略高(进吸收塔变换气中O2达0.2%),且偶有贫液抽空,易通过密封填料吸入空气。
(4)长期运行中,脱碳液中热稳定性盐积累到一定浓度而加剧腐蚀。
3 改进措施(1)生产能力扩大时,吸收塔采用规整填料,提高吸收能力。
扩大热交换器和再生器能力,并注意焊缝热处理。
(2)严格控制系统中H2S、O2含量及脱碳液总碱度和热稳定性盐浓度。
(3)严格控制系统中工艺条件,如温度和压力。
(4)对M DE A脱碳溶剂定期进行净化。
(5)添加缓蚀剂。
参考文献1 刘华兵等.化肥设计,1998,36(6):47~512 马富业.小氮肥设计技术,1999,20(1):30~313 化工部化机研究院.腐蚀与防护手册.化学工业出版社,1989年第一版(收稿日期 1999-06-16)55Discussion on C auses for Corrosion of R eactorfor CO2R emoval with MDEAZhang Jianpeng Lai Qiang and Liu Yachong Abstract The corrosion mechanism of a reactor for CO2rem oval with M DE A is outlined,the causes are analyzed for corrosion of the reactor for CO2rem oval in the amm onia plant of this com pany,and technical measures for corrosion prevention are suggested.K eyw ords CO2rem oval with M DE A reactor corrosion preventionSum2Up of T echnical R enovation of a U rea R eactorSuo ShengfuAbstract By increasing the number of trays in the reactor from10to 12,the effective v olume of the reactor is fully utilized,the conversion in the reactor im proved,the consum ption reduced,and urea production stabi2 lized.K eyw ords urea reactor tray technical renovationC auses for Overheating of External W allof Prim ary R eformer Tubes and Counter2MeasuresLi Shengjun Abstract By analyzing the causes for overheating of the external wall of the primary reformer tubes,preventive measures have been taken accord2 ingly,s o as to prolong their service life.K eyw ords primary reformer tubes external wall overheatingE ffect of Materials Fed in on C arbon MonoxideContent at Outlet of Low2T emperatureShift ConverterWang JianAbstract By a relevant analysis of the materials fed in,which affect the CO content at the outlet of the low2tem perature shift converter,a con2 clusion is drawn accordingly.This is of guiding interest to the analysis of the change in CO content with the materials fed in.K eyw ords shift conversion step CO cntent correlation relevant coefficientU se of Exciting U nits for Synchronous MotorsWang YongpingAbstract The operation of four exciting units for synchronous m otors is summarized,and their respective properties are evaluated.K eyw ords synchronous m otors excitation operation summary造气炉、上行煤气管内衬改造1 改造原因多年来,陕西西乡氮肥厂造气炉和上行煤气管内衬一直采用传统砌筑工艺,使用辐射形砖T -44和侧厚楔形砖T-39。
造气炉内衬砖在夹套以上800mm高度,工作面温度高且小砖砌筑,砖缝多,炉内结疤处理时有损坏。
上行煤气管内衬小砖圆周均布块数多,按筑炉规范砖缝≤2mm,在实际筑炉过程中,管道内施工难度大,缝隙难以保证质量要求。