搪玻璃再沸器爆瓷原因分析

贺良泳(永农生物科学有限公司， 浙江 绍兴 312300)

搪玻璃再沸器爆瓷原因分析

贺良泳(永农生物科学有限公司， 浙江 绍兴 312300)

搪玻璃设备爆瓷的原因诸多，结合使用实际工况对本公司搪玻璃再沸器爆瓷原因分析，对后续改造提供经验。

搪玻璃；再沸器；爆瓷原因

本公司在草铵膦生产工艺中采用Strecker合成法[1]，在AJJ中间体经盐酸酸解回流得到酸性乙醇，以及铵盐母液减压蒸出来的酸性甲醇，在精馏回收乙醇或甲醇的时候，以往需要先将酸性乙醇或甲醇加液碱调节pH>7，以满足不锈钢316L材质精馏塔使用要求。但形成的氯化钠盐并没有分离，进入精馏塔釜中会出现游离的Cl-，而且塔釜液温度高达97℃，对不锈钢的腐蚀极其严重。

为了避免中和加碱产生氯化钠盐，在车间改造的时候新增搪玻璃精馏塔，规格为DN1000×17750，填料段长13米；搪玻璃再沸器规格为DN900×30m2×2台；以及两台石墨冷凝器，均有良好的耐酸腐蚀性能。搪玻璃层的主要材料是SiO2，对盐酸在25～100℃内耐腐蚀性能均为优良[2]。

1 搪玻璃再沸器爆瓷腐蚀分析

(1)搪玻璃再沸器情况介绍。购买的再沸器共分四段，上下封头，两段长均为1.5米的换热段，如示意图1。采用热虹吸式原理安装。进搪玻璃管束液体温度为98～100℃，夹套蒸汽进压力为0.25MPa(设计夹套压力为0.4MPa)对应温度为127℃，接触液体为甲醇和酸性水(酸为盐酸)。塔釜液pH为1.26，氯离子质量分数为0.23%。

在使用10天左右，中控发现塔釜液位波动较大，现场巡检人员也发现蒸汽冷凝水有盐酸气味，并用pH试纸检测为强酸性。设备技术员分析是塔釜物料混入蒸汽冷凝液中，也就是说再沸器管束已经出现破损穿孔。在停车后拆分再沸器，发现在两段换热段连接的换热管与管板过渡区有明显的搪瓷破损，并用电火花检测管束，有两根检查不合格。

图1 搪玻璃再沸器（立式）

(2)搪玻璃再沸器爆瓷原因分析。由于钢板与搪瓷釉属于两种不同的材质，在材料的延伸率，抗拉强度，热膨胀系数等均存在较大差异。虽然引起爆瓷的原因诸多，但结合实际工况，有的并不是直接原因，比如机械外力作用等。所以此处需具体分析，找出可能造成爆瓷的原因。

①由于温差急剧变化造成。搪瓷层热膨胀系数要比钢材小5%～15%[3]。Ф25换热管内壁的搪玻璃，受力分布比较均匀，而且在平面内，所以爆瓷概率较低。但管与管板焊接处成圆弧型过渡，受力不一定全在搪瓷层平面上，而有一部分力指向空间，会是搪玻璃爆瓷的驱动力。在此爆瓷设备上，刚开始由于是常温冷料，塔釜内与再沸器里压力相同，所以液面在同一水平面上。而夹套的127℃蒸汽4t/h的流量进入，两侧温差在100℃左右。此时钢材会因为受热膨胀变形，而搪瓷层不能与钢材同步等效变形，产生一种不和谐应力，会使搪瓷有爆瓷的倾向。

②由于再沸器里面气-液体作用。立式热虹吸再沸器，是因为再沸器在进行热交换后呈气-液混合相，密度要比塔釜密度小，从而产生压头推动力，促使不断循环。在换热器下段热交换后受热产生气泡，在上升过程中会不断长大，破裂，最终使气体夹带液体向上运动。由于此设备是两段换热器通过卡子连接，中间产生约15mm的空腔，当下段的气泡沿管束运动到空腔后，约束条件减少而重新分配，然后进入上段换热器管束内继续进行热交换。气泡在空腔的管板处，会无规则撞击管板的搪瓷层，然后破裂，对搪瓷层产生一种“爆破力”，这种力也是爆瓷的倾向。

③安装时造成搪瓷层破坏。虽然搪瓷再沸器在入厂时拆除分段检查，对换热管、管板、封头进行电火花测试并检测均合格，但不能保证在二次组装及就位安装的时候，因为卡子受力过大或者异物掉入造成搪瓷表面破损，然后在上述两种情况及强酸环境下加速腐蚀。

2 结语

搪玻璃设备虽然有优良耐酸性能，但也有诸多缺点，尤其是在温差变化大及应变力复杂的情况下，选用需要谨慎。掌握爆瓷的原因，控制住爆瓷的短板，在以后使用中还是有广阔的空间。毕竟耐酸的钛材类设备投资费用远远高于搪玻璃设备。

[1]毛明珍，何琦文，张晓光，等.草铵膦的合成研究进展[J].农药,2014,53(6):391-393.

[2]左景伊.腐蚀数据手册[M].北京：化学工业出版社，1991.

[3]蒋伟忠，厉益骏.搪瓷与搪玻璃[M].北京：中国轻工出版社，2013.

Cause Analysia of Blasting Porcelain of Fiber Glass reboiler

He LiangYong(YongNong Bio-Sciences CO.,LTD, ShaoXing 312300)

Explosion of porcelain for many reasons,combined with the actual working conditions of the fiber glass reboiler explosion porcelain causes analysis of the follow-up transformation to provide expereence.

fiber glass;reboiler;explosion porcelain