CO2吸收塔腐蚀的原因分析及处理措施

CO₂吸收塔腐蚀的原因分析及处理措施

雷炳莲，苏晓峰，谭晓龙

（青海盐湖工业股份有限公司，青海 格尔木816000）

［摘  要］鉴于合成氨装置脱碳系统热钾碱溶液中铁离子含量出现明显上升的现象，拆检发现CO2吸收塔因腐蚀而出现泄漏，分析与查找原因，并采取相应的措施后，问题得到解决。

［关键词］ 脱碳系统；热钾碱溶液；CO2吸收塔；腐蚀；气流冲刷；应对措施

［中图分类号］ TQ 113.26⁺4  ［文献标志码］ B  ［文章编号］ 1004-9932（2016）02-0022-03

青海盐湖工业股份有限公司化肥厂一车间合成氨装置净化系统采用改良热钾碱法脱除工艺气中的CO₂，改良热钾碱溶液中含碳酸钾、二乙醇胺(DEA)及五氧化二钒(V2O5)。其中，碳酸钾作为吸收剂，主要吸收工艺气中的CO₂；二乙醇胺作为催化剂，起着加快CO₂吸收和解吸的作用；V2O5作为缓蚀剂，可以在碳钢表面形成致密的保护膜，从而防止CO₂溶解生成的弱酸对碳钢设备造成腐蚀。

脱碳系统自投产以来一直运行平稳，但2014年6月20日开始热钾碱溶液中铁离子含量明显上升，经拆检发现CO₂吸收塔因腐蚀而出现泄漏，通过分析与查找原因并采取相应的措施后，问题得到解决。

1 工艺流程简述

来自变换工序220.5 ℃的低变工艺气进入低变气废锅产生低压蒸汽后，进入CO₂再生塔再沸器降温至130 ℃，然后进入低变气/脱盐水换热器冷却至87 ℃，再进入低变气水冷器冷却至77 ℃后送低变气分离器；分离工艺冷凝液后的低变气进入CO₂吸收塔底部，与塔内的热钾碱溶液逆流接触，气体中的CO₂被热钾碱溶液吸收；脱除CO₂后的净化气CO₂含量＜0.1%，经净化气分离器除去夹带的液滴后送至甲烷化工序，进一步除去气体中微量的CO₂和CO。

吸收CO₂后的热钾碱溶液（富液）经水力透平回收能量后进入CO₂再生塔上部，在此处经蒸汽汽提，富液中溶解的CO₂被部分再生出来，形成半贫液；大部分半贫液被抽出，在闪蒸槽中减压闪蒸后通过半贫液泵送至CO₂吸收塔下段的顶部循环，半贫液闪蒸气则通过蒸汽喷射器与引射蒸汽（引射蒸汽由低变气废锅产生）一道回到CO₂再生塔上段的底部，未被抽出的半贫液经冷却及贫液泵加压后送至CO₂吸收塔上段循环；CO₂再生塔中再生出来的CO2经塔顶部洗涤段的洗涤水冷却后温度约40 ℃，作为产品气送尿素装置和钾碱装置，多余的CO₂放空；低变气分离器中分离下来的工艺冷凝液经工艺冷凝液泵加压后送工艺冷凝液汽提塔。

2  运行过程中出现的问题

合成氨装置脱碳系统自投产以来一直运行平稳，热钾碱溶液各项指标均在设计指标范围内（见表1）。但从2014年6月20日开始，热钾碱溶液中的铁离子含量有了明显的上升（见表2），车间立即对系统溶液组分进行调整，经过4～5 d的调整，未见好转，而且未能分析出铁离子含量上升的原因；2014年6月25日19:05，热钾碱溶液中的铁离子含量持续上升，CO2吸收塔变径处有大量白色雾状介质漏出，对整个工艺系统进行检查，系统压力及温度均未发现异常。但在拆除CO2吸收塔变径处保温铁皮后，发现漏气量变大，并伴随有点滴状液体喷出，液体喷出落到地面后形成结晶状物质，判断漏出的点滴状液体为碳酸钾溶液，但由于白色雾状介质喷出量太大，无法对泄漏的准确位置及原因进行分析和判断，导致合成氨装置被迫停车处理。

表1  2014年腐蚀前热钾碱溶液（贫液）

表2  2014年腐蚀期间热钾碱溶液（贫液）

3  原因分析

更多内容详见《中氮肥》2016年第2期