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1、尿素設備腐蝕的影響因素及防腐措施李民杰（中原大化集團冇限責任公司，河南濮陽457004）2007-07-16尿素是由鉍和二氣化碳在高溫高壓下反應生成的。在尿素生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生鉍、鉍水、二氧化碳、尿素溶液，蒸汽、蒸汽冷凝液、水、碳鉸溶液、氨基甲酸鉸（甲銨）溶液及艿不同濃度的混合液。導致以素設備腐蝕的影響因素很多，筆者擬對各影響因素進行分析，井提出相關防范措施。1尿素設備腐蝕的影響因素影響腐蝕的卞要因素有：溫度、鉍碳比、水碳比、甲銨液的濃度、氣含量、硫和氯離子含量、介質(zhì)的流速等。1.1溫度介質(zhì)溫度對設備腐蝕的影響十分明敁。溫度升高可以增加活化態(tài)和鈍化態(tài)的腐蝕速率，使不
2、銹鋼的鈍化區(qū)變窄，加速了材質(zhì)的活化，亦即加速了明極和陽極的氣化還原過程，從而提髙了沒備的腐蝕速率。在165°C以下時，溫度變化對不銹鋼腐蝕的影響較小，但溫度在165?200°C時，腐蝕速率將增加3倍?4倍。溫度升高，化學反應速度加快，這與理論敘述是吻合的。由于不銹鋼的材料不同，其耐高溫的差別也比較人、在尿素工程中對主要材料的使用溫度規(guī)定如下：?00Crl7Nil4Mo2,00Crl7Nil4Mo3和00Crl7Nil4Mo2N等使用溫度不得超過195°C；②欽的設計溫度為210°C，生產(chǎn)中一般控制在207'C以下；③鋯的使用溫度一般不超過23（rc;④銀和鉛的使用溫
3、度?-般不超過175?180°C;⑤雙相鋼DP3,DP12,R4,R5的使用溫度為190"C。操作溫度對設備腐蝕的影響很大。當操作溫度超過設計溫度，即使只超過1?2°C，設備的腐蝕程度也會非常明顯增加。判斷設備腐蝕程度的人小，一般根據(jù)介質(zhì)中的鐵、鎳含量的髙低進行判斷。當介質(zhì)中的鐵、鎳含量增髙，說明沒備的腐蝕情況呈加劇趨勢，應及吋齊找原因，使其盡快恢正常。1.2氨碳比（NH:i/C（V摩爾比）鉍碳比升高，有利于減緩設備的腐蝕。這是由于在鉍碳比較高時，系統(tǒng)pH值升高，使系統(tǒng)的酸性降低，從而減少了C00NH廠和CN0在介質(zhì)屮的濃度和停留時間。關于高鉍碳比可以減緩設備腐蝕這
4、一點，在鉍汽提和二氣化碳汽提2種不同的工藝對比中可以證實。鉍汽提工藝設計的鉍碳比較高，為3.56,二氧化碳汽提工藝設計的氨碳比為2.89,2種工藝的操作溫度相同，都是塔頂溫度不超過188nC。正常運行時，二氧化碳汽提丁.藝設備的腐蝕速率一般比鉍汽提工藝的年腐蝕速率高。停車封塔時，對封塔吋間的要求方而，二氣化碳汽提工藝-?般不允許超過24h，而鉍汽提工藝一般可封塔48h以上。1.3水碳比仉0/0）2摩爾比）水碳比增竊，設備腐蝕程度增大。系統(tǒng)水碳比增苡時，系統(tǒng)的水w相對增多，溶液濃度變稀，增加了NFLCOOXHjflNlLCNO的離解度，溶液中的COONH/和CNCT數(shù)
5、量相對增加，因而，增強了介質(zhì)對金屬的腐蝕性。1.4中鉸液的濃度甲銨液的濃度愈高，設備的腐蝕性愈強。甲銨液濃度較高時，介質(zhì)中COONH/離子數(shù)量相對增多，由于COONH廠離子的強還原性，使金屬表面鈍化膜不斷被破壞，從而，增加了設備的腐蝕程度。尿素生產(chǎn)過程中，尿素裝置高、中、低壓系統(tǒng)設備材質(zhì)的使用等級，從前到后由高到低，材料的選擇除受各系統(tǒng)的操作溫度影響外，與各系統(tǒng)甲銨液濃度變化的關系也比較人。它們使用的不銹鋼材質(zhì)情況如下。（1）尿素高壓系統(tǒng)合成塔采用316LM0D，高壓甲胺冷凝器采用GrNiM025-22-2,汽提塔采用欽材(2)鉍素屮壓系統(tǒng)屮壓分解塔和屮壓冷凝器采用
6、316L。(3)尿素低壓系統(tǒng)低壓分解器采用316L,低壓回收ffi采用304L。(4)蒸發(fā)系統(tǒng)分離器采用304。1.1氧含量系統(tǒng)的氧含莆是鈍化膜形成的關鍵。如果系統(tǒng)屮氧含莆的濃度低于鈍化膜形成時的最低濃度，則氧化膜將被破壞，設備進入活化加速腐蝕階段。在二氧化碳汽提工藝屮，采用向系統(tǒng)加入一定貴的雙氧水(HA)的方法，可以減少二氧化碳壓縮機的生產(chǎn)負荷，提高生產(chǎn)能力。雙氧水中釋放出來的原子氧，可以直接參與電極反應，冇利丁?鈍化膜的形成。但目前還沒冇只加添雙氧水而不添加鈍化空氣的實例。這足由于雙氧水穩(wěn)定性較差，進入設備后很快就會分解，使介質(zhì)中的氧不能均勻地與設備表而接觸，達
7、不到預期的H的。1.2硫含量硫具有強還原性，原料二氣化碳氣體或空氣中的硫，無論以有機硫(主要是COS)還是無機硫(H2S)的形式進入尿素合成系統(tǒng)，在商溫髙壓下進行水解和一系列氧化還涼反應后，敁終的結果都足將金屬氧化膜破壞，使金屬表面產(chǎn)生嚴重的活化腐蝕。由于硫的強還原性，在硫含雖超過一定濃度后，金屬表而的氧化膜就無法形成、大型尿素生產(chǎn)裝H原料C0/氣中硫含貴的設計指標為彡5mg/m若將指標控制在2mg/m:i以下，只耍使用得當，一般可運行15年左右，尿索合成塔的襯里不會有太人問題。在一些中、小型以煤為原料的合成氨、尿素生產(chǎn)廠中，對CU氣中的硫含貴控制有一定難度，
