低溫甲醇洗裝置腐蝕分析與處理

安毅飛

摘要：近年來，在各個領域飛速發展的背景下，帶動了經濟建設和科學技術的飛速發展，然而，就目前國內低溫甲醇洗裝置的實際生產情況，文章對低溫甲醇洗裝置可能存在的腐蝕原因進行了原因分析，并制定了處理措施，對同類型低溫甲醇洗裝置的生產運行及設計具有很好的借鑒意義。

關鍵詞：低溫甲醇洗裝置腐蝕分析與處理

引言

低溫甲醇洗工藝一般采用物理吸收法的一種硬酸氣體凈化工藝。然而，就當前低溫甲醇洗工藝的發展趨勢，本文針對低溫甲醇洗裝置腐蝕分析與處理做了具體闡述，為低溫甲醇洗裝置的優化提供借鑒。

1低溫甲醇洗工藝技術簡介

低溫甲醇洗工藝一般包括原料氣預處理、吸收系統、富H2S/CO2再生系統、熱再生系統、預洗再生系統和尾氣處理六個部分，分別介紹如下：（1）原料氣預處理：煤氣冷卻裝置輸送的原料氣中一般會含有NH3、HCN、塵、油、水等雜質，尤其是NH3會溶解在甲醇中，并與H2S發生化學反應，生產多硫化銨，使得循環甲醇的顏色變黃甚至是變紅，影響甲醇的吸收效果，可能造成凈化氣中的總硫超標。因此在原料氣首先經冷凍水降溫，再經四級冷卻后，將含NH3飽和液分離輸送至廢水處理裝置。處理后的原料氣為防止原料氣中的水降溫后結冰凍堵設備，會在降溫前噴入甲醇，降低冰點，再進入原料氣吸收塔。（2）吸收系統：由于H2S比CO2在低溫甲醇中的溶解速度更快，因此H2S吸收塔在前，一般分為兩段，一段是原料氣預洗段，二段是原料氣H2S吸收段。CO2吸收塔分為三段，分別為粗洗、主洗、精洗，最終目的是確保原料氣中的總硫小于0.1ppm，就可以送至下游合成裝置進行反應。由于在甲醇吸收過程中，會不斷放熱升溫，因此會使用富H2S/CO2再生系統的冷甲醇來給吸收甲醇降溫，保證吸收效果。（3）富H2S/CO2再生系統：富H2S/CO2甲醇通過CO2閃蒸塔及H2S濃縮塔進行逐級減壓閃蒸、氣提，最終將溶解在甲醇內的CO2、H2S、CO、CH4分離出，解析后的甲醇再回到系統進行吸收。（4）熱再生系統：H2S再生處理完的富硫甲醇經過換熱回收冷量后，進入熱再生塔，使用蒸汽加熱的方式，將其中溶解的大量H2S全部釋放出來，成為貧甲醇重新換熱回到吸收系統。釋放出的H2S經過降溫、分離甲醇后，作為酸性氣送入硫回收裝置進行處理。而原料氣預處理產生的一些甲醇水溶液以及熱再生塔富集的甲醇水溶液，會送入甲醇水精餾塔處理，回收其中的甲醇，廢水則排出系統，確保低溫甲醇洗循環甲醇的水含量維持在較低水平，減緩腐蝕。（5）預洗再生系統：是將含油及雜質甲醇進行萃取、分離，最終將油品及甲醇回收。（6）尾氣處理：由于CO2尾氣中會含有少量的甲醇，如果直接排向大氣會造成污染，因此一般使用除鹽水將尾氣進行洗滌處理，產生的甲醇水溶液送入甲醇水精餾塔處理，而洗滌合格的CO2尾氣則排向大氣。

2低溫甲醇洗裝置腐蝕分析

2.1濕二氧化碳條件下的腐蝕

當循環甲醇中水含量升高，二氧化碳會溶解在水中，形成碳酸，與材料中的Fe發生化學反應，發生電化學腐蝕，然而，由于反應產生的FeCO3與材料的結合度與FeS相比要差得多，無法形成鈍化膜，因此濕二氧化碳腐蝕速率要快。并且這些腐蝕產物構成的腐蝕膜是不均勻的，會導致腐蝕膜和金屬表面形成電化學偶產生電化學腐蝕，因此二氧化碳腐蝕的形態一般為局部點腐蝕。

2.2空氣腐蝕

一般情況下，空氣不會造成腐蝕，但是由于FeS鈍化膜的存在，會與空氣中氧氣發生反應：3FeS+2O2=3S+Fe3O4生成的氧化鐵為疏松結構，會逐漸脫落，破壞鈍化膜，當再次開車后，需要重新形成鈍化膜，發生腐蝕，因此空氣腐蝕多發生在低溫甲醇洗的檢修階段。

3低溫甲醇洗裝置腐蝕的處理措施

3.1對存在沖刷腐蝕部位的管道內部進行表面噴涂

現管線內部防磨噴涂技術已經比較成熟，對該甲醇管線出現的問題可采用內表面噴涂方式進行主動預防。目前，有機防腐噴涂、無機防腐噴涂、耐磨金屬噴涂三種技術均在石化領域抗腐蝕方面有所應用。需要通過實驗及現場測試尋找適合該管線的噴涂材料。

3.2熱再生系統

該系統是低溫甲醇洗中H2S濃度最高的地方，而且存在少量的水0.5%～1.5%），因此會發生濕硫化氫的電化學腐蝕，重點是以下幾個部分：（1）熱再生塔回流系統：大量甲醇蒸汽、H2S、CO2以及少量CO和H2會連續經過幾個冷卻器，該系統中由氣液兩相同時存在，會沖刷破壞材料表面形成的FeS保護膜，加速腐蝕，因此這些冷卻器設計時會直接選擇304L或者316L材質，實際運行過程中很少發生腐蝕。（2）熱再生塔再沸器：甲醇和蒸汽進行換熱，但由于換熱器的上半部分，氣相中含有H2S，液體沸騰的過程中會加速破壞鈍化膜，形成電化學腐蝕，因此該換熱器需要重點關注，建議升級為316L材質，可以有效預防腐蝕泄漏。（3）貧富甲醇換熱器：富硫甲醇和貧甲醇進行換熱，換熱器的富硫甲醇側一般會形成FeS鈍化膜，采用碳鋼材質換熱器即可。但是當裝置大型化后，由于富硫甲醇中的Cl-、O2的濃度發生變化，破壞鈍化膜，導致腐蝕的發生。如煤制油低溫甲醇洗裝置和低溫甲醇洗裝置，甲醇換熱器均發生多次泄漏，而且泄漏位置均發生在富硫甲醇側，是典型的點腐蝕。因此，原料氣量在70萬Nm3/h以上的低溫甲醇洗裝置貧富甲醇換熱器建議升級為304L材質。（4）甲醇水精餾塔：由于甲醇水溶液中含有少量CO2，容易發生CO2的電化學腐蝕，如某甲醇廠的甲醇水精餾塔內件與塔體之間的預焊件發生腐蝕，導致塔內件脫落;某煤制油廠的甲醇水精餾塔進料管線發生腐蝕，導致甲醇水溶液泄漏，均是由于塔內局部材質使用碳鋼導致，因此甲醇水精餾塔的塔內件建議升級為304L材質。

結語

低溫甲醇洗裝置的腐蝕主要由工藝水的酸性環境造成，這是由低溫甲醇洗裝置生產工藝決定的，腐蝕不可避免。但在生產實際運行過程中，可以通過采取置換萃取水，降低萃取水氫離子濃度，從而減弱酸性環境對系統的腐蝕，延長裝置運行周期。

參考文獻

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