聚甲醛装置塔顶冷凝器腐蚀的原因分析及对策

郭伟峰

（开封市聚甲醛基新材料创新型科技团队，河南　开封　475200）

聚甲醛装置塔顶冷凝器腐蚀的原因分析及对策

郭伟峰

（开封市聚甲醛基新材料创新型科技团队，河南开封475200）

针对聚甲醛生产装置中常见的冷凝器腐蚀现象，从介质组份、物理冲蚀等方面分析换热设备的腐蚀原因，并针对腐蚀原因提出行之有效的解决方案，旨在确保生产装置的安全、高效、稳定运行，延长装置设备的使用寿命，降低生产成本。

冷凝器；防腐蚀；甲酸；甲醛

开封龙宇化工有限公司为年产4万t聚甲醛装置，其主要工艺流程为甲醇原料制成甲醛，甲醛经过催化剂反应生成三聚甲醛和二氧五环，然后按照一定的比例聚合生成共聚甲醛。装置在运行生产中屡次出现冷凝器列管腐蚀泄漏的现象，不仅严重影响生产装置的安全、高效、稳定运行，而且降低了装置设备的使用寿命，增加了生产成本。

1　腐蚀现象

聚甲醛装置回收系统顶部冷凝器经数年运行后，发现在管程物料进口侧、管壁、管头及管箱底部均有较严重的腐蚀现象，如图1所示。其中，管壁、管头及管箱底部腐蚀前后数据对比结果见表1。

2　原因分析

2.1介质腐蚀

该冷凝器的物料组分主要为甲醛、甲酸、水等，介质温度160℃左右，介质pH值约1.3。由于甲酸的结构特殊，它的一个氢原子和羧基直接相连，也可看作是一个羟基甲醛，因此甲酸同时具有酸和醛的性质。甲酸的类醛基结构使其既具有还原性，又具有很强的腐蚀性，而甲酸在高温环境下显然增加了对设备的腐蚀性。

图1　聚甲醛装置回收系统顶部冷凝器腐蚀现象

表1　管壁、管头及管箱底部腐蚀前后数据对比结果

有人研究了不锈钢在甲酸-水-甲醇中的腐蚀速度（连续试验400h），发现在甲酸、水和甲醇溶液中，其腐蚀速度不但随温度升高而升高，而且随甲酸浓度升高而升高。所以，该设备的腐蚀主要为介质中的甲酸成分引起。

2.2物理性冲蚀

该设备管程进口介质为气液混合状态，压差较大，流速较高，进口距离管板较近，冷凝器结构无任何防冲措施，在液滴长期冲击作用下，致使接管内、管板管头和管箱底部都发生了较为严重的斑点状冲蚀现象。

3　处理对策

3.1防腐蚀对策

在该冷凝器物料进口侧增加缓蚀剂，中和介质组分中的甲酸，调节介质pH值稳定在5.0以上，减缓对设备金属的腐蚀。

3.2防冲蚀对策

①考虑进口侧管板大量管头已经受损，为确保设备运行质量，决定对该管板所有管头重新进行焊接维修，在现场逐一打磨干净后，PT确认，然后进行手工焊接，焊后PT检查，并进行泄漏试验和水压试验。

②考虑壳体基本对称，出口侧管头没有腐蚀，可以将出口侧管板掉换至进口侧壳体掉头并翻转，这样会提高管板的耐用性。掉头并翻转后，壳程进出管口规格不变；排放口和排气口规格变化不大，不影响使用；各管口位置略有变化，安装时调整配管；原鞍座翻转到上面，可保留，以备后用；增加新鞍座，预先制造好，现场实配定位焊接；折流板缺口方向保持一致，无不良影响；铭牌架翻转，可拆除后重新焊接［1］。

③设计制作活套式导流筒，安装在管程进口N1的连接法兰之间。如图2所示。该结构由自身承担物料的冲击，且开口朝外，可取出替换，不会对管头形成任何的冲蚀，能起到有效的保护作用，其负面影响是造成流通面积有所缩小且需要增加管口密封垫片［2］。

④考虑管口部位冲蚀较重，为防止管口继续受到冲蚀影响，可视情况在进口侧管头部位增加管帽结构，但会在一定程度上影响换热器的换热面积，如图2所示。

⑤为防止从导流筒出来的介质对封头形成冲蚀作用，在封头底部增加一块防冲板与封头底部焊接。

图2　冷凝器防腐蚀改造设计

4　应用效果

换热器经过添加缓蚀剂和技术改造后，装置在长周期运行中有效减缓了腐蚀现象，减少了设备检修频率，节省了设备更换和装置停车所产生的费用（见表2）。

表2　改造前后腐蚀情况对比

通过对换热设备改造前运行2a和改造后运行2a厚度腐蚀百分比的对比可以看出，经过改造换热设备的换热列管厚度腐蚀百分比下降了30.83%，管箱底部厚度腐蚀百分比下降了17.81%，换热列管的官帽厚度腐蚀百分比下降了46.07%，各项腐蚀指标都得到了较好的控制，大大延长了设备的运行周期。

5　结语

本文主要解析了聚甲醛装置换热器运行中常见的腐蚀问题，通过对介质和物理的腐蚀原理分析，提出了较为有效的防腐蚀措施，且经过2a运行对比各项腐蚀速率都有较大幅度的下降，既保证了生产装置的安、稳、长、满与优运行，又延长了设备的使用周期，降低生产装置的生产成本。

Cause Analysis and Countermeasures of Corrosion of Condenser Tower Overhead Condenser

Guo Weifeng
（Kaifeng Innovative Technology Team of POM-based New Materials，Kaifeng Henan 475200）

For condenser corrosion phenomena of POM production facility in common，the change reasons for corrosion of thermal equipment was analyzed from the media group，physical erosion and other aspects，and put forward the effective solutions for the cause of the corrosion，in order to ensure the safety，high efficiency and stable operation of the production device，prolong the service life of the device and reduce the production cost.

condenser；corrosion protection；formic acid；formaldehyde

TQ243.12

A

1003-5168（2016）05-0073-02

2016-04-19

郭伟峰（1986-），男，助理工程师，研究方向：化工设备管理和维护。

［1］杨挺.列管式换热器的腐蚀分析与对策［J］.深冷技术，2014（4）：47-50.

［2］潘景福，李琦，王彦辉，等.甲醛回收塔防腐蚀材质优化分析与研究［J］.中国科技纵横，2015（2）：67-69.