低温甲醇洗装置腐蚀分析与处理

安毅飞

摘要：近年来，在各个领域飞速发展的背景下，带动了经济建设和科学技术的飞速发展，然而，就目前国内低温甲醇洗装置的实际生产情况，文章对低温甲醇洗装置可能存在的腐蚀原因进行了原因分析，并制定了处理措施，对同类型低温甲醇洗装置的生产运行及设计具有很好的借鉴意义。

关键词：低温甲醇洗装置腐蚀分析与处理

引言

低温甲醇洗工艺一般采用物理吸收法的一种硬酸气体净化工艺。然而，就当前低温甲醇洗工艺的发展趋势，本文针对低温甲醇洗装置腐蚀分析与处理做了具体阐述，为低温甲醇洗装置的优化提供借鉴。

1低温甲醇洗工艺技术简介

低温甲醇洗工艺一般包括原料气预处理、吸收系统、富H2S/CO2再生系统、热再生系统、预洗再生系统和尾气处理六个部分，分别介绍如下：（1）原料气预处理：煤气冷却装置输送的原料气中一般会含有NH3、HCN、尘、油、水等杂质，尤其是NH3会溶解在甲醇中，并与H2S发生化学反应，生产多硫化铵，使得循环甲醇的颜色变黄甚至是变红，影响甲醇的吸收效果，可能造成净化气中的总硫超标。因此在原料气首先经冷冻水降温，再经四级冷却后，将含NH3饱和液分离输送至废水处理装置。处理后的原料气为防止原料气中的水降温后结冰冻堵设备，会在降温前喷入甲醇，降低冰点，再进入原料气吸收塔。（2）吸收系统：由于H2S比CO2在低温甲醇中的溶解速度更快，因此H2S吸收塔在前，一般分为两段，一段是原料气预洗段，二段是原料气H2S吸收段。CO2吸收塔分为三段，分别为粗洗、主洗、精洗，最终目的是确保原料气中的总硫小于0.1ppm，就可以送至下游合成装置进行反应。由于在甲醇吸收过程中，会不断放热升温，因此会使用富H2S/CO2再生系统的冷甲醇来给吸收甲醇降温，保证吸收效果。（3）富H2S/CO2再生系统：富H2S/CO2甲醇通过CO2闪蒸塔及H2S浓缩塔进行逐级减压闪蒸、气提，最终将溶解在甲醇内的CO2、H2S、CO、CH4分离出，解析后的甲醇再回到系统进行吸收。（4）热再生系统：H2S再生处理完的富硫甲醇经过换热回收冷量后，进入热再生塔，使用蒸汽加热的方式，将其中溶解的大量H2S全部释放出来，成为贫甲醇重新换热回到吸收系统。释放出的H2S经过降温、分离甲醇后，作为酸性气送入硫回收装置进行处理。而原料气预处理产生的一些甲醇水溶液以及热再生塔富集的甲醇水溶液，会送入甲醇水精馏塔处理，回收其中的甲醇，废水则排出系统，确保低温甲醇洗循环甲醇的水含量维持在较低水平，减缓腐蚀。（5）预洗再生系统：是将含油及杂质甲醇进行萃取、分离，最终将油品及甲醇回收。（6）尾气处理：由于CO2尾气中会含有少量的甲醇，如果直接排向大气会造成污染，因此一般使用除盐水将尾气进行洗涤处理，产生的甲醇水溶液送入甲醇水精馏塔处理，而洗涤合格的CO2尾气则排向大气。

2低温甲醇洗装置腐蚀分析

2.1湿二氧化碳条件下的腐蚀

当循环甲醇中水含量升高，二氧化碳会溶解在水中，形成碳酸，与材料中的Fe发生化学反应，发生电化学腐蚀，然而，由于反应产生的FeCO3与材料的结合度与FeS相比要差得多，无法形成钝化膜，因此湿二氧化碳腐蚀速率要快。并且这些腐蚀产物构成的腐蚀膜是不均匀的，会导致腐蚀膜和金属表面形成电化学偶产生电化学腐蚀，因此二氧化碳腐蚀的形态一般为局部點腐蚀。

2.2空气腐蚀

一般情况下，空气不会造成腐蚀，但是由于FeS钝化膜的存在，会与空气中氧气发生反应：3FeS+2O2=3S+Fe3O4生成的氧化铁为疏松结构，会逐渐脱落，破坏钝化膜，当再次开车后，需要重新形成钝化膜，发生腐蚀，因此空气腐蚀多发生在低温甲醇洗的检修阶段。

3低温甲醇洗装置腐蚀的处理措施

3.1对存在冲刷腐蚀部位的管道内部进行表面喷涂

现管线内部防磨喷涂技术已经比较成熟，对该甲醇管线出现的问题可采用内表面喷涂方式进行主动预防。目前，有机防腐喷涂、无机防腐喷涂、耐磨金属喷涂三种技术均在石化领域抗腐蚀方面有所应用。需要通过实验及现场测试寻找适合该管线的喷涂材料。

3.2热再生系统

该系统是低温甲醇洗中H2S浓度最高的地方，而且存在少量的水0.5%～1.5%），因此会发生湿硫化氢的电化学腐蚀，重点是以下几个部分：（1）热再生塔回流系统：大量甲醇蒸汽、H2S、CO2以及少量CO和H2会连续经过几个冷却器，该系统中由气液两相同时存在，会冲刷破坏材料表面形成的FeS保护膜，加速腐蚀，因此这些冷却器设计时会直接选择304L或者316L材质，实际运行过程中很少发生腐蚀。（2）热再生塔再沸器：甲醇和蒸汽进行换热，但由于换热器的上半部分，气相中含有H2S，液体沸腾的过程中会加速破坏钝化膜，形成电化学腐蚀，因此该换热器需要重点关注，建议升级为316L材质，可以有效预防腐蚀泄漏。（3）贫富甲醇换热器：富硫甲醇和贫甲醇进行换热，换热器的富硫甲醇侧一般会形成FeS钝化膜，采用碳钢材质换热器即可。但是当装置大型化后，由于富硫甲醇中的Cl-、O2的浓度发生变化，破坏钝化膜，导致腐蚀的发生。如煤制油低温甲醇洗装置和低温甲醇洗装置，甲醇换热器均发生多次泄漏，而且泄漏位置均发生在富硫甲醇侧，是典型的点腐蚀。因此，原料气量在70万Nm3/h以上的低温甲醇洗装置贫富甲醇换热器建议升级为304L材质。（4）甲醇水精馏塔：由于甲醇水溶液中含有少量CO2，容易发生CO2的电化学腐蚀，如某甲醇厂的甲醇水精馏塔内件与塔体之间的预焊件发生腐蚀，导致塔内件脱落;某煤制油厂的甲醇水精馏塔进料管线发生腐蚀，导致甲醇水溶液泄漏，均是由于塔内局部材质使用碳钢导致，因此甲醇水精馏塔的塔内件建议升级为304L材质。

结语

低温甲醇洗装置的腐蚀主要由工艺水的酸性环境造成，这是由低温甲醇洗装置生产工艺决定的，腐蚀不可避免。但在生产实际运行过程中，可以通过采取置换萃取水，降低萃取水氢离子浓度，从而减弱酸性环境对系统的腐蚀，延长装置运行周期。

参考文献

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[2]陈志明.低温甲醇洗换热器腐蚀问题浅析[J].内蒙古石油化工，2017（9）：52-53.

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