甲胺装置腐蚀问题的分析及解决

甲胺装置腐蚀问题的分析及解决

昝海欧

（陕西延长石油兴化化工有限公司，陕西 兴平  713100）

［摘  要］ 针对甲胺装置合成系统、精馏系统的腐蚀状况，结合甲胺生产的特点进行原因分析，采取减少系统物料的复杂性、改善系统操作条件、优化系统工艺流程、更换设备材质等措施后，基本上解决了系统的碳酸盐结晶堵塞问题，大大缓解了系统的腐蚀现象。

［关键词］ 甲胺装置；合成系统；精馏系统；腐蚀；原因分析；应对措施

    ［中图分类号］ TQ 226.31  ［文献标志码］ B  ［文章编号］ 1004-9932（2017）01-0050-04

陕西延长石油兴化化工有限公司2013年建成1套100 kt/a甲胺/DMF装置，自试开车以来长期因设备腐蚀问题而影响装置的运行，腐蚀问题在甲胺合成系统及物料回收系统尤为严重，自试车以来甲胺系统管线、阀门、换热器及塔体等均受到不同程度的损坏，多次造成生产中断，给公司带来巨大的经济损失。

甲胺生产中的腐蚀现象在行业中普遍存在，严重影响甲胺装置的安全、稳定运行。而由于甲胺密度较大且不容易扩散，若发生泄漏，必然会伴随安全环保事故的发生。在日益严峻的安全环保形势下，解决甲胺生产中的腐蚀问题成为保证装置安全、优质生产的关键。经过不断的技术改进与经验总结，目前我公司甲胺装置腐蚀现象虽不能根除，但已经大为缓解，以下对腐蚀问题的解决措施进行介绍。

1  甲胺生产的特点

甲胺产品分为3种：一甲胺、二甲胺、三甲胺，其生产装置一般分为甲胺合成及甲胺精馏2个工序。甲胺的生产是以甲醇和氨为原料，在催化剂的作用下采用“甲醇连续气相催化胺化法”制备；生成的混合物料经过脱氨塔、萃取塔、脱水塔、分离塔4台精馏塔的分离提纯，得到一甲胺、二甲胺、三甲胺纯品；各塔的精馏残液、放空气经甲醇回收塔、尾气吸收塔回收后，物料最终返回甲胺合成系统重新参与反应，废水经污水处理系统处理后达标排放。

甲胺生产区别于其他化工生产的最大不同在于具有多股物料循环使用的特点，主要体现在以下三个方面。

（1）由于甲胺合成反应放热量大，以及一甲胺、三甲胺产品受市场供需状况的影响，部分一甲胺及大部分的三甲胺产品会返回甲胺合成系统作为“混甲胺”原料重新进入甲胺合成塔中参与反应，“混甲胺”的返回一方面可抑制三甲胺的生成，减少放热量，另一方面还可达到根据市场情况调节产品结构的目的。

（2）为保证甲醇能够完全反应，生产中会加入过量的氨，过量的氨与部分三甲胺经过脱氨塔共沸精馏后，作为“共沸物”原料返回甲胺合成塔参与反应。

（3）由外界送来的纯净甲醇，与系统回收的甲醇、甲胺的混合物料，作为主要原料“混甲醇”进入甲胺合成塔参与反应。

因此，甲胺合成的原料是由混甲胺、共沸物、混甲醇及纯净液氨组成的。

2  系统腐蚀的表现

2．1  甲胺合成系统的腐蚀

甲胺合成系统工艺流程见图1。

2.1.1  碳钢设备的腐蚀

甲胺合成系统混合槽及自调阀前均为碳钢设备，管道、阀门设计压力等级均为300 LB。

生产过程中，自调阀之前的管线、阀门先后多次发生泄漏现象，管线壁厚经测量从建设时的8.8 mm减薄至4.7～6.7 mm；阀门及与其相连的法兰密封面处，除受压密封垫处完好外，其余密封面均凹陷2～3 mm；碳钢阀门阀体多次泄漏、阀芯脱落，仅因为阀体泄漏而更换的阀门就多达7台；尤其是自调阀后及循坏泵出口法兰、静态混合器处，由于物料流速较快，损坏最为频繁，3个月内先后发生5次物料泄漏现象，严重影响了装置的运行。

2.1.2  不锈钢设备的腐蚀及堵塞

甲胺合成系统自调阀后均为不锈钢设备，管道设计压力等级均为600 LB。

系统运行至9个月时，甲胺合成系统开始出现开工汽化器列管泄漏，检修时发现损坏部位大多位于换热器原料液出口端；运行11个月后高温换热器A出现列管损坏，原料液进口端损坏严重，出口端损坏程度逐渐减轻，但管间积炭严重；运行17个月后低温换热器出现列管损坏，损坏严重处为原料液出口端。此外，在自调阀与高温换热器A之间，2处测温点探头也因严重腐蚀而损坏；从高温换热器B开始到甲胺合成塔，设备间设置的测压点导管及测温点法兰口均被炭黑结晶堵塞。

在工况没有调整的前提下，我们对损坏的换热器的运行参数进行比较，见表1。

            表1  设备工况与损坏情况的对比

由表1可看出，混合物料在80～150 ℃温度条件下对设备的腐蚀性较强，温度越高，腐蚀现象逐渐减弱或消除。因此，判断混合物料中应该存在某种物料，其在150 ℃以下时腐蚀性较强，在150 ℃以上时则易发生碳化。

更多内容详见《中氮肥》2017年第1期