MDEA脱碳装置腐蚀原因探讨

MDEA脱碳二氧化碳吸收塔腐蚀探源
张永平;杨久宜;杨青山;石庆永;王国华
【期刊名称】《中氮肥》
【年(卷),期】2008(0)3
【摘要】分析了四川美丰化工股份有限公司化肥分公司270 t/d天然气连续转化制取合成氨脱碳系统CO2吸收塔内壁腐蚀状况,运用化学腐蚀与防护原理,从CO2腐蚀的环境影响因素、活化MDEA溶液的吸收原理、工艺操作温度压力、塔内件等方面进行探讨,得出CO2吸收塔腐蚀是CO2气分压较高、保护膜被破坏而引起的酸性腐蚀的结论,并提出相应的建议.
【总页数】5页(P33-37)
【作者】张永平;杨久宜;杨青山;石庆永;王国华
【作者单位】四川美丰化工股份有限公司化肥分公司,四川,德阳,618000;四川美丰化工股份有限公司化肥分公司,四川,德阳,618000;四川美丰化工股份有限公司化肥分公司,四川,德阳,618000;四川美丰化工股份有限公司化肥分公司,四川,德
阳,618000;四川美丰化工股份有限公司化肥分公司,四川,德阳,618000
【正文语种】中文
【中图分类】TQ051.8+2
【相关文献】
1.MDEA脱碳吸收塔腐蚀分析与防腐措施 [J], 张龙;
2.阿姆河气田天然气脱硫脱碳MDEA吸收塔工艺的优化 [J], 陈冠举;欧阳进杰;张
引弟
3.MDEA脱碳改造CO2吸收塔主要参数的确定 [J], 王国华
4.MDEA脱碳系统腐蚀原因及溶液净化处理 [J], 卢克涛
5.MDEA脱碳系统腐蚀原因及溶液净化处理 [J], 雷玉平
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

化工设计通讯合成氨与尿素第45卷第3期Chemical Engineering Design Communications Ammonia and Urea2019年3月MDEA脱碳系统生产中的问题及解决措施夸i*(中国石油乌鲁木齐石化分公司，新疆乌鲁木齐830019)摘要：在合成氨的生产过程中，脱碳是一个十分重要的工序，通过脱碳工序，能够将前端工艺气中的二氧化碳成分进行脱除，提高气体的清洁性，因此对于整个合成氨生产系统来说，脱碳工艺的质量会对生产系统的运行产生直接的影响。

在脱碳工艺当中，MDEA法是当前应用范围最为广泛的脱碳工艺，这种方法具有诸多优点，但是对于设备的要求较高。

因此针对MDEA法脱碳工艺当中的生产装置运行情况展开研究，主要阐述了生产系统运行过程中存在的问题并提出解决措施。

关键词：MDEA法脱碳；生产系统；问题；解决措施中图分类号：TQ113.264文献标志码：B文章编号：1003,490(2019)03-0005-02Probe into Problems and Optimization in Production ofMDEA Decarbonization SystemLi YuAbstract:In the production process of synthetic ammonia,decarbonization is a very important process.Through the decarb o n i zation process,the carbon dioxide component in the front-end process gas can be removed and the cleanliness of the gas can be improved.Therefore,the quality of the decarbonization process will have a direct impact on the operation of the production system for the whole synthetic ammonia production system.Among the decarbonization processes,MDEA process is the most widely used one at present.This method has many advantages,but it requires higher equipment.Therefore,this paper studies the operation of production units in MDEA decarbonization process>mainly expounds the problems existing in the operation of production system and the solutions.Key words:MDEA process decarbonization production system；problem；solving measure1MEDA系统生产过程中存在的问题1.1脱碳系统出口CO?浓度过高对于合成氨生产来说，合成气的净化程度是十分重要的生产指标。

aMDEA脱碳改造后再生系统腐蚀原因及防护方法探讨1 概述300kt／a合成氨装置的脱碳系统由low heatbenfield(低热苯菲尔特)改造为aMDEA(活化甲基二乙醇胺)脱碳后，系统能力扩大50％，再生系统压力提高1／3。

除循环量高于设计值外，系统运行基本稳定，脱碳能力满足要求，净化气中CO2微量一般仅100ppm。

但在运行一年后，已经正常使用近30年的CO2输送管线以及再生塔出口二氧化碳水冷器、分离器开始出现严重腐蚀，碳钢材料出现大量的坑蚀，并伴随着二氧化碳水冷器中下部的腐蚀穿孔。

CO2输送管线分离出来的液体水中铁离子高，无法进行回收，给系统安全运行带来很大影响。

2 CO2腐蚀机理最先，我们认为腐蚀的原因为再生系统操作压力上升，CO2分压提高，CO2溶解度上升，导致酸性腐蚀加剧。

二氧化碳溶于水后对部分金属材料有极强的腐蚀性，由此而引起的材料破坏统称为CO2腐蚀。

CO2腐蚀典型的特征是呈现局部的点蚀、癣状腐蚀和台面状腐蚀。

一般认为二氧化碳分压是二氧化碳腐蚀的直接影响因素。

对于普通钢和低合金钢，腐蚀速率可用Dc.Waard的“最坏情况”经验公式来计算，不过该公式只能用来估算没有形成膜的裸钢最坏的情况下的腐蚀速度，而不能反映出流动状态、合金元素等对腐蚀速度的影响。

lgv=0.671g P CO2+C该方程式表明了腐蚀速率(v)与二氧化碳分压(P CO2)及温度校正系数(C)的关系，当二氧化碳分压低于0.2MPa且温度低于60℃时，测量结果与计算结果基本一致。

进一步分析CO2腐蚀机理为：二氧化碳腐蚀破坏行为在阴极和阳极处表现不同，在阳极处铁不断溶解导致了均匀腐蚀或局部腐蚀，表现为金属材料的壁厚变薄或点蚀穿孔等局部腐蚀破坏；在阴极处二氧化碳溶解于水中形成碳酸，释放出氢离子。

氢离子是强去极化剂，极易夺取电子还原，促进阳极铁溶解而导致腐蚀，同时氢原子进入钢中，导致金属构件的开裂。

众多实验研究结果一致认为，在常温无氧的二氧化碳溶液中，钢的腐蚀速率受析氢动力学控制。

收稿日期:2009-04-16作者简介:秦泗平(1975-),男,山东日照人,工程师,学士,从事风险评价及控制技术的研究工作。

文章编号:1000-7466(2009)05-0104-04MDEA 再生塔腐蚀失效分析及维修秦泗平1,孙文涛2,罗小斌3(1.青岛中油华东院安全环保有限公司,山东青岛 266071;2.中国石油工程建设公司,北京 100011;3.中国石油吐哈油田公司甲醇厂,新疆鄯善 838202)摘要:通过对醇胺再生塔的检验和腐蚀机理分析,确认醇胺再生塔的腐蚀主要是CO 2腐蚀,其湿硫化氢风险较小。

据此提出了维修和操作建议。

关键词:醇胺再生塔;失效机理;CO 2腐蚀;维修中图分类号:TQ 053.5 文献标志码:BFailue Analysis and Maintenance for N -methyl Diethanolamine Regeneration ColumnQIN S-i ping 1,SUN Wen -tao 2,LUO Xiao -bin3(1.Qingdao China Petroleum CEI Safety and Environment Protection Co.Ltd.,Qingdao 266071,China;2.China Petroleum Engineering &Construction Company,Beijing 100011,China;3.Turpan -H ami Oilfield Company Methanol Plant,CNPC,Shanshan 838202,China)Abstract :Based on the inspectio n and the cor rosio n m echanism analysis o f the N -m ethyl dietha -nolamine regeneration column,it can be confirmed that the corr osion of the co lum n w as mainlycaused by CO 2,much m ore than H 2S.According to the result,maintenance and operation advice of the column w as pro posed.Key words :N -methy l diethanolamine regeneration co lum n;failur e m echanism ;CO 2corrosion;m aintenance醇胺再生塔(以下简称再生塔)是天然气生产和化肥造气净化系统的主要设备,其作用是脱除胺液中的H 2S 和CO 2以再生脱硫脱碳溶剂。

天然气脱碳系统胺液再沸器管列腐蚀原因分析及防范天然气脱碳单元胺液再沸器管板处管列腐蚀穿孔会导致热载体油或中压锅炉水进入循环胺液中引发胺液中引发污染乃至安全事故，准确分析并采取有针对性的防范措施是防范事故再次发生的关键。

标签：脱碳；再沸器；腐蚀穿孔；防范措施再沸器是天然气净化系统的重要组成部分，传统的胺液再沸器绝大采用结构简单、紧凑而又牢固的不锈钢管壳式换热器，但其易受到CL-腐蚀，且壳程流体为横向、不均匀冲刷管束，易导致换热管产生诱导振动，不仅缩短了换热器使用寿命，降低了换热设备的安全性，且在一定程度上增加了维护费用。

与传统的管壳式再沸器相比，改造后的再沸器改良了焊接技术、增加了固定扰流板，能有效减少焊接死角并减弱管束诱导振动；且由于防冲挡板内产生的流体射流，可以减小化学物质、腐蚀物质等在换热管壁面的沉积，使得换热管壁面附近区域传热和腐蚀状况得到改善，减小了换热器失效的概率。

1 研究背景2016年7月，陕西延长石油天然气有限责任公司临镇站天然气净化装置发现其CO2吸收塔脱碳效果下降，怀疑胺液再生塔塔底再沸器管程可能发生泄漏，后紧急停车对塔底再沸器进行了抽芯检查，打压后发现管程有7根出现泄漏（共572根管束），泄露点主要集中在再沸器管束焊接面下部双侧。

该塔底再沸器自2014年以来共出现4次泄露事故，分别为2014年9月、12月，2015年1月，2016年7月。

之前三次泄露点主要集中在再沸器管板下部中側，第三次亦有少量分布于两侧，前三次与第四次腐蚀点分布趋势存在明显差异。

2 工艺设备概况①该胺液再沸器为釜式再沸器，管列为双回程式，受热端胺液走壳程，传热端导热油走管程，直径1米，管束572根，换热面积410m2，材质均为321不锈钢（成分为06Cr18Ni11Ti，相当304不锈钢，略逊于316L），采用一般换热管与管板强度焊加贴胀工艺，自2014年起已更换两次换热器管程。

②系统贫胺中CL-含量为0.96ppm，用于稀释胺液的除盐水CL-浓度结果为2.0 ppm。

工业、生产2018年第6期ＭＤＥＡ脱碳系统运行问题及解决措施刘成才中国石化扬子石油化工有限公司芳烃厂　江苏　南京　210048 摘要：详细列举了中石化扬子石化芳烃厂CO装置中MDEA脱碳系统运行中存在的问题，分析得出造成问题的主要原因 为MDEA溶液中热稳态盐聚集及MDEA空冷管束中流体冲刷。

关键词：MDEA脱碳 冲刷腐蚀 热稳态盐（HSS） 胺净化工艺Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｎｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ＭＤＥＡ　ｄｅｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ Liu ChengcaiSinopec，Yangzi Branch，Nanjing，210048 Abstract：In this paper，the problems existing in the operation of MDEA decarbonization system in the CO plant of Sinopec Yangzi Petrochemical aromatics plant are enumerated in detail. It is concluded that the main cause of the problem is the heat stable salt concentration in MDEA solution and the fluid scour in the MDEA air cooling tube. Keywords：MDEA decarbonization；scour corrosion；thermostability salt（HSS）；amine purification processᢜᆀ⸣ॆ㣣⛳ল扬C子O石㻵化芳㖞烃ᱟ厂ԕCOཙ装❦置是 ≄以Ѫ天৏然ᯉ气为ˈ原䙊料䗷，㫨通过⊭蒸䖜ॆǃ入M量D仅E20A00㝡Nm⻣3/hǃ，按照设计负荷MDEA贫液应有充足的ߧ࠶⿫ㅹᐕ㢪⭏汽 及ӗ1转∶化儈1配、㓟比MD的CE羰 OA脱 ǃ基H碳合2、 成৺气 深。

关于MDEA脱碳装置的看法1、关于溶液问题目前溶液为暗裼色不透明液体，存在降解和腐蚀，而Ⅱ套比Ⅰ套更严重。

但降低浓度，采用活性炭和机械过滤后仍可使用，其腐蚀率肯定比未降解前严重。

待净化气不合格，溶液无法控制时方可考虑整体更换溶液。

1.1装置腐蚀性考查：溶液中的溶解性铁离子分析是考察腐蚀的一个方面。

因为铁可生成络合铁，如草酸铁、铁胺聚合物等溶解在溶液中；另一方面生成沉淀铁，如FeS、Fe2S2O3等沉积在贮罐底部等位置。

应每月对溶液中和沉淀中的铁都要进行检测。

可考虑适当加入缓蚀剂。

1.2过滤：过滤器有两种：机械型和活性炭型。

机械过滤用于脱除导致发泡、腐蚀和不合格产品的颗粒物，采用袋式或滤蕊式，过滤范围为1～100微米。

活性炭过滤器通常为裼基煤或烟基煤，用于吸附夹带的烃类、胺降解产物、游离铁和抗泡剂，在机械过滤器之前加活性炭过滤器防止活性炭粉末进入装置。

1.3入口分离器：2004年6月17日Ⅱ套与Ⅰ套从串联才改为并联，Ⅱ套中S2O32-比Ⅰ套高许多，说明S2O32-是上游带进的，不是本身产生的降解物。

这主要是控制上游装置的操作，其次在进醇胺系统之前预设水洗单元和袋氏过滤，对于杜绝这类离子非常有用。

2、关于溶液浓度在理论上胺浓度以不引起腐蚀为基准，越高越好，这样可降低循环水量，因为后者需要非常高的显热。

但在实际操作中，胺浓度高、粘度大，降解产物的累积等易导致发泡；浓度高、蒸发损失大；在相同的跑、冒、滴、漏情况下，机械损失大。

一般在天然气应用中，浓度维持在40%左右，以不超过45%为限，在炼厂气中，一般为30～35%。

目前装置中的溶液浓度高，循环量偏大。

ⅠⅡ原料气处理量，标态m3/h 2.16×104 2.52×104目前使用总碱度wt% 51.6 41.7目前溶液循环量m3/h 280 460根据1molMDEA可处理0.45～0.55mol总酸气指标进行计算：如使用总碱度wt% 40 40则使用全贫液循环量m3/h1）2301）2601）装置实际循环量m3/h 901）+1702）901）+2102）注：1）贫液质量CO2为1g/L。

实用标准文案MDEA脱碳设备防腐总结MDEA, 脱碳, 设备, 防腐MDEA, 脱碳, 设备, 防腐文献介绍，通常情况下，MDEA脱碳系统不会产生破坏性的腐蚀问题，故许多企业在采用该技术时，有关设备及填料的材质大多选用碳钢。

然而许多企业MDEA脱碳系统的腐蚀问题很普遍。

本文对MDEA脱碳装置在运行中存在的腐蚀问题进行分析并采取有效防治措施。

1 MDEA 脱碳设备腐蚀原因分析本单位自1995年采用MDEA脱碳工艺至2001年底，总体运行稳定，也给企业带来了一定的经济效益。

但2002年装置生产能力逐渐扩大后，系统发生了一系列的破坏性腐蚀现象，严重影响了合成氨系统的稳定运行。

1.1 阀门腐蚀阀门腐蚀的频次占装置腐蚀总频次的16％，腐蚀的最终现象体现为外漏和内漏。

外漏较为直观，一旦发生腐蚀泄漏可以及时发现并临时采取抱箍措施。

但发生外漏后，将在短时间内出现漏点周围腐蚀面积扩大，抱箍只能维持10～15 d。

外漏腐蚀一般发生在吸收塔富液出口管的阀门上，经拆检外漏腐蚀阀门，多为阀芯后段的阀体腐蚀。

内漏一般较难发现，多数是在液位调节不灵敏甚至开关阀门都无作用时，待停车检修拆检该阀门时才发现。

内漏腐蚀的位置一般出现在闪蒸罐出口液位调节阀的副线阀上。

吸收塔富液出口管上的阀门腐蚀原因主要是由于溶液流速过高，在阀门过流部位产生流态变化所造成的冲刷性腐蚀。

而闪蒸罐出口液位调节阀的副线阀的腐蚀，则是因富液减压后释放出CO2气蚀所致。

1.2 管道腐蚀管道腐蚀发生的频次占装置腐蚀总频次的42％，其中闪蒸罐出口溶液自调阀后发生的管道腐蚀占该种腐蚀的90％。

为延长管道使用周期，曾采用厚壁管替代薄壁管，但效果并不理想。

据统计，该段管道使用寿命最长为4个月，最短的只有26d。

从管道腐蚀面看，精彩文档．实用标准文案管道腐蚀呈现的表状为多孔疏松结构，属典型的气蚀现象，该现象在液位自调阀后1.2m区域内尤为明显。

这是由于闪蒸罐内的压力为0.45 MPa，液位自调阀后的压力为0.18 MPa，溶液从0.45 MPa减压至0.18 MPa后，液相中的CO2呈现过饱和状态而从液相释放，导致了液位自调阀后管段产生气蚀。

MDEA脱碳系统碳钢贫液泵腐蚀原因分析及防范措施作者：周海鹏来源：《科学与财富》2018年第23期摘要：乌石化化肥厂一化装置2010年进行原料油改气及扩能改造，新增高压MDEA脱碳系统在试车后常常出现动静设备腐蚀泄漏现象。

根据MDEA脱碳系统中贫液泵（4125-P1）的实际腐蚀研究，浅谈MDEA系统对贫液泵的腐蚀原因及防范措施关键词：叶轮；轴；泄漏；汽蚀余量；再生度；气蚀；冲刷1 问题的发生中石油乌鲁木齐石化公司化肥厂一合成车间于2010年进行了全面的原料油改气及扩能改造。

由于前系统采用高压德士古造气工艺，故在新增脱碳工段选型时，选用了高压MDEA贫液单塔吸收工艺。

自开车以来MDEA脱碳系统（4125工段）多次出现动静设备腐蚀并泄漏现象，频率最高的腐蚀设备为系统贫液泵（4125-P1）。

自2010年7月4125系统试车以来，4125-P1泵在连续运行2月之后开始出现中封面泄漏，出口压力下降，机泵振动数值过高等现象，严重的影响了4125工段的连续运行，以及全装置的整体负荷。

4125系统的核心动设备4125-P1泵由于因腐蚀而造成的故障率已使系统无法稳定连续运行及在线处理，根据对4125工段腐蚀泄漏的次数进行总结归纳，发现贫液泵单台设备的腐蚀占全部设备腐蚀次数的37.6%。

从表1可以看出，首先出现的故障为机泵中封面的泄漏，同时泄漏频率逐渐增高；其次经过一定时间的积累，机泵运行参数开始恶化，振值逐步升高，流量逐渐下降等问题开始频繁出现。

2011年6月4125系统停车全面大修，对4125-P1泵进行了解体检查，发现机泵中封面以及叶轮定距槽均有腐蚀痕迹，且部分位置腐蚀相当严重，尤其是中封面与载丝螺栓相接触的部位。

2 原因分析2.1工艺角度分析MDEA脱碳的为化学反应，其反应机理如公式1所示。

公式1 MDEA脱碳化学反应方程式而MDEA溶液高温且湍流区与CO2易发生反应，其反应方程式如公式2所示公式2：MDEA溶液与CO2反应方程式4125-P1泵在设计选型时采用了WCB（铸钢）材质，而在公式2所示的反应发生时，金属中的Fe单质将会与H2CO3发生进一步化学反应，如公式3所示公式3：Fe与H2CO3反应方程式根据工艺气全分析得到数据分析，系统中并未存在O2，由此可以排除氧气破坏钝化膜而产生的腐蚀。