合成氨热再生塔变换气再沸器的腐蚀泄漏原因及相应对策 雀榕叶
关键词：变换气再沸器；安装高度；液位；应力腐蚀
随着技术的不断更新和完善，低温甲醇洗工艺中设备腐蚀越来越受到重视。在纯净的甲醇中，硫化氢气体溶解于其中不会对管道和设备造成腐蚀。当甲醇中有水存在时，硫化氢气体会与铁发生电化学反应，生成硫化亚铁，铁的硫化物会黏附、堵塞在系统中，导致换热器效率下降。甲醇洗系统中水的存在是发生电化学腐蚀的根本原因，故检测时需控制甲醇中的水含量。国内外众多实践表明，可以通过以下几个方面控制水含量：（1）尽量降低进入低温甲醇洗系统中变换气的温度，降低水的饱和度，以减少随变换气带入甲醇中的水含量；（2）提高甲醇循环系统中水含量的监测频率，若水含量上升，及时调整甲醇／水分离塔负荷，加大脱水力度；（3）补入的新鲜甲醇，含水率必须合格；（4）减少甲醇洗净化气中的硫含量，严格控制甲醇溶液的酸性。 1热再生塔变换气再沸器的功能
某热再生塔变换气再沸器位于高温区，由从变换工段进入该设备管程的170℃变换气对壳程
中的富甲醇进行加热。该设备可以降低热再生塔的蒸汽消耗，设备停用后，可以采用热再生塔再沸器对富甲醇进行加热再生，但每小时需额外消耗6t，0.5mPa的蒸汽。
2故障原因分析
运行中贫甲醇中水质量分数高达0.6％，大于0.3％（质量分数）的控制指标，较高的水含量不仅会造成设备的硫化氢电化学腐蚀，还会影响甲醇对二氧化碳和硫化氢的吸收，影响整个装置对净化气的处理能力，导致负荷不足，甚至造成低温下换热管发生冰堵等危害。因此必须把甲醇中水含量控制在指标范围之内，确保系统长周期稳定运行。导致甲醇中水含量偏高的原因主要有：（1）前工段中变换气水含量过高；（2）甲醇／水分离塔操作不当；（3）系统停车时，甲醇／分离塔的直补蒸汽内漏；（4）换热器等设备发生泄漏。
通过对以上原因采取多点取样进行分析，初步认为是热再生塔变换气再沸器发生泄漏导致贫甲醇中水含量偏高。更换再沸器并运行几天后，循环甲醇洗系统中水质量分数下降至0.2％，在控制指标范围内，故判断正确。对热再生塔变换气再沸器进行处理时发现2根换热管发生堵塞，排堵后投用不到3个月再次发生泄漏事故，不得不更换再沸器。该设备处于高温区，循环甲醇系统中CI-含量较高，推断换热管可能发生晶间腐蚀，大修期间对换热管
烘手机进行更换，选用耐蚀性更好的Ｓ31603不锈钢管，更换后使用不到1个月，设备再次出现泄漏，循环甲醇中水质量分数达0.9％，远远超出0.5％（质量分数）的控制指标。
3腐蚀原因分析
由于之前热再生塔变换器再沸器发生晶间腐蚀，加强了对循环甲醇系统中CI-含量的监控。CI-含量较高时，及时更换甲醇可避免设备再次发生腐蚀，通过设备安装高度和结构分析，查其发生腐蚀的原因。厕所除臭机
3.1安装高度
对阻力进行计算，图1为热再生塔变换气再沸器压力平衡示意图。其中：Ｈ1为塔釜液位；Ｈ2为液面与进口管距离；Ｈｘ为安装差高；Ｄｓ为再沸器直径。
图1热再生塔变换气再沸器压力平衡示意图Ｆｉ
3.2热再生塔变换气再沸器结构分析
热再生塔变换气再沸器为热虹吸卧式再沸器，热再生塔中的甲醇进入该设备壳程，通过管程的变换气进行加热，从而使壳程介质产生密度差，推动甲醇和甲醇蒸汽的混合物进入热再生塔，热再生塔变换气再沸器壳程介质出口应是甲醇和甲醇蒸汽的混合物，壳程中的介质是循环流动的，从热再生塔进入热再生塔变换气再沸器，再返回到热再生塔。正常生产时，热再生塔的液位控制在40％左右，根据热再生塔变换气再沸器的安装高度－1.74m，该设备壳程中液位正好超过管束位置，见图3。此时壳程中液面距壳程顶的距离为490mm，壳程中的液面与壳程壁之间存在气液相分离空间，设计的气化率为15％，通过变换气的加热，部分甲醇气化成甲醇气，原计划是将甲醇和甲醇气的混合物排出，气液分离空间把大部分的甲醇气分离出来，壳程出口的介质只有甲醇蒸汽。热再生塔变换气再沸器起不到热虹吸的作用，壳程中的甲醇液体不能返回到热再生塔，只能通过气化的方式进入热再生塔，甲醇中的CI-和硫化物含量不断升高，当浓度远远超过控的CI-和硫化物含量不断升高，当浓度远远超过控CI-和硫化物腐蚀，致使管道泄漏。通过对排污口壳程中的介质
热熔胶封箱机进行取样，发现CI-质量浓度达到5539mｇ／m过店客流统计分析3，硫化物质量浓度达到3200mｇ／m3，远远超出控制指标范围。并且，换热管发生应力腐蚀，导致变换气进入甲醇中，使甲醇中水含量超标。
3.3换热管腐蚀泄漏的原因
通过计算，此设备的安装高度合理，可能是该设备的结构设计不合理，导致壳程出口只有甲醇气排出，而壳程中的沉淀物不能流动，致使CI-含量不断升高，导致换热管出现应力腐蚀泄漏。
4腐蚀泄漏控制对策
（1）在设备出口管道增加一台泵，使壳程中的介质强制循环进入热再生塔，热再生塔变换气再沸器起到热虹吸的作用。该方法可以使壳程内介质强制流动，但增加了设备的动力消耗（电耗），使节能效果显著下降。
（2）将热再生塔变换气再沸器改成釜式再沸器。大部分甲醇液体能够气化成甲醇气进入热再生塔。为保证变换气再沸器的管道完全浸入液体，通常在管道外侧设置挡板，以维持壳
程中的液位。液位控制不当时，管道露出液面，容易使管道干烧，从而损坏换热管。
在低温甲醇洗系统中，热再生塔设置了两台再沸器，原设计中两台都是热虹吸再沸器（一台立式和一台卧式），现改成一台釜式再沸器和一台立式热虹吸再沸器。使用立式热虹吸再沸器时，贫甲醇从热再生塔中排出；使用釜式再沸器时，贫甲醇从釜式再沸器中排出，操作上需切换阀门，该方法增加了操作的复杂性。
（3）改变热再生塔的控制液位。原设计中热再生塔的控制液位为40％，存在气液分离空间。可以使热再生塔的液位控制在70％左右，此时热再生塔变换气再沸器液位刚好超过出口管位置，消除了气液分离空间。采用改变控制液位的方法不仅可以达到热虹吸卧式再沸器的使用效果，而且相比前两种方法更省力，无需改变设备结构及增加辅助设备和管线。实际生产中，使用该方法后，热再生塔变换气再沸器至今未发生腐蚀泄露。
plc学习机5结论
原设计中采用采用热虹吸再沸器，通过计算该设备的安装高度，排除安装高度不够导致壳程中的甲醇液体不能返回到热再生塔。通过分析该设备结构，发现热再生塔控制液位在40
％左右时，液面刚好超过该设备的管道，存在气液分离空间，而壳程中的液体不能流动，壳程中的CI-和硫化物含量不断升高，从而导致换热管发生应力腐蚀。针对该情况，提出了改变控制液位的方法，解决了热再生塔变换气再沸器的腐蚀泄漏问题，此方法无需改变设备结构，在达到节能效果的同时，为企业挽回了损失。
参考文献：
［1］王建辉.浅析低温甲醇洗装置中的腐蚀及预防措施［Ｊ］.大氮肥，2010，33（3）：155－157.
［2］钟培武，黄佩兰.浅谈低温甲醇洗中腐蚀及堵塞［Ｊ］.化工管理，2014（24）：46.
［3］刘魏.冷换设备工艺计算手册［m］.［Ｓ.ｌ］：中国石化出版社，2013.
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