蒸氨塔腐蚀原因分析与对策

【摘 要】本文主要对蒸氨塔的腐蚀状况进行介绍，在分析腐蚀原因的基础上，提出一些解决问题的措施和建议，希望对大家有借鉴的地方，对降低蒸氨塔腐蚀的状况发生的概率有所帮助。

【关键词】蒸氨塔；腐蚀原因；分析；对策

蒸氨塔属于解吸塔的一种，该操作设备可以让溶解于循环水中的氨气释放出来，一般使用热载体的传热来实现这一目的。其工作的原理是：加热剂可以选择一般的载热体水蒸汽，这样热载体中氨气的分压就会小于循环水液面上氨气的平衡蒸汽压。汽液两相进行逆流接触，传质传热也会进行，因此氨气就会从循环水中慢慢的释放出来。在塔顶会获得到氨蒸汽和水蒸汽的混合物，而较纯净的循环水就会在塔底得到。

1 蒸氨塔工作原理

我公司合成氨原氨回收系统中只对氨吸收塔进行了设置。而生产的氨水无法处理，也不能够全部出售，氨水的处理压力较大，并且氨水也没有得到充分的利用。针对以上状况，我厂从实际的问题出发，对目前的氨回收系统进行了一系列的改造，在原有的系统中增加了蒸氨系统。

在对蒸氨系统进行设计时，会使用到以下数据：H15640mm。浮阀塔盘的数目为23块，在每一个塔盘上需要浮阀10个。对于塔盘之间的距离一般是400毫米工作温度需要控制在180～200摄氏度之间。工作的压力为1.3MPa。最后，需要的塔体材质是0Cr18Ni9。工艺流程如图1所示：

图1 工艺流程

2 腐蚀状况

工作人员在检修时发现，蒸氨塔腐蚀比较严重的地方是进料处筒体。对该处进行测量后，笔者发现部分筒体的厚度明显的变薄，由原来的12毫米锐减到目前的6.6毫米。此外，进料处的塔盘部分的腐蚀状况也比较的明显，在该次的检修工作中仅仅对腐蚀的塔盘进行了更换，并对筒体减薄处修复。在一段时间过后，蒸氨塔顶部又有状况出现，其中进料处塔盘存在腐蚀完的现象。在经过检查后，发现筒体腐蚀的状况非常明显。当运作9个月后发现，壁厚严重的缩减，之前是11.8毫米，而现在是5.4毫米。因此，可以基础出腐蚀的速率，即0.6mm/月。此外，进料处的下部腐蚀状况也比较严重，而顶部相对比较轻一些。

3 腐蚀原因的分析

笔者在对腐蚀状状况进行了解后，发现主要有以下几个原因：

（1）如果进料处、下部以及蒸氨塔的顶部温度存在差异，而介质的浓度又不一样时，此外这些介质呈碱性时，就会有化学反应发生。水中溶解的氧在很大程度上造成钢铁的腐蚀，特别是在碱性溶液中时，发生的化学反应为：

FeFe2・ + 2e

02 + 2H20 + 4e40H- （ 在碱性溶液中）

蒸氨塔如果处于正常的生产过程中时，我们需要不断的提供化学软水。而下部氨水温度的最高值为180℃，氨水属于沸腾的状况。在这种情况下，腐蚀状况是最严重的。此外，腐蚀的面积会达到90%以上，有的则为全部腐蚀。而高温处的腐蚀往往比低温处的腐蚀要严重的多。

（2）如果溶液中存在的CL-超量的话，腐蚀的速度就会变得很快。我们可以使用吸附理论，CL-的吸附能力很强，可以被金属吸附，反应的速度很快。在吸附完成之后，可溶性的物质就会形成，下面是反应的过程：

Fe3+（钝化膜）+ 3CL- FeCL3

FeCL3Fe3+（电解质中）+3CL-

在对蒸氨塔中的氨水进行测定之后，可以发现CL-在稀氨水中的含量比较大，达到了298.2mg/l。而CL-在浓氨水之中的含量比在稀氨水的含量更高，因此CL-在软水中的含量会让腐蚀的速度加快很多。

（3）在对腐蚀的状况进行观察后发现，最严重的地方要数进料处了。进料处的温度比较高，一般在130℃以上。而氨水的浓度在10%～12%这个范围内。当遇到高温的状况时，浓氨水的冲刷会让腐蚀状况加重。如果从工艺角度来看，回流装置被安装在蒸氨塔中，因此从保证液氨纯度出发：底部到顶部的浓度呈现出慢慢增加的趋势，一般底部为1%，而顶部在99.5%。纯液氨的腐蚀状况比较轻。进料处腐蚀严重的原因有两个：1）氨水的浓度比较高。2）温度比较高。而腐蚀状况一般表现为局部冲刷。

通过以上的分析我们不能发现，正是由于碱液中的02、CL- 、0H- 的浓度和介质发生了共同作用，因此蒸氨塔的腐蚀状况才会出现。而腐蚀会加快是因为溶液中的CL- 量太大。

4 解决对策

解决对策如下：（1）定期排放。在开车前系统中会有化学软水的加入，而软水在吸收氨之后就会变为浓氨水。而蒸氨塔中的浓氨水的氨在被蒸出之后，就会成为稀氨水。使用泵加压把稀氨水加入到吸收塔中进行循环利用。这样，CL- 就会得到积累。我们可以对其浓度进行降低，因此需要对一次稀氨水中的CL- 含量进行测试，对CL- 浓度进行严格的控制，一般不要超过25mg/l。定期的排放一定要做好，进行大排大补，这样腐蚀的状况就会得到缓解。（2）将真空除氧装置开好。要让脱氧工作进行的彻底，氧腐蚀的现象一定要杜绝。（3）阴极保护。我们可以利用牺牲阳极相接触的方法，这样被保护物就会成为阳极，而这种情况下腐蚀状况就会得到一定的降低和消除。比如：可以将铝、锌、镁制作成块状，之后和塔体进行连接，被当做阳极进行被腐蚀，塔体也就得到了保护。（4）对塔盘的材质进行更换。对原来设计中使用的是0Cr18Ni9进行改变，用00Cr17Ni14Mo2进行替换，这样设备自身的抗腐蚀性能就会得到增加。

在按照以上的对策，对原有的蒸氨塔系统进行改良，使用了新的材质塔盘，其规格是00Cr17Ni14Mo2。此外，除氧器也要开好，并对CL- 浓度进行严格的控制。因此，该系统处于正常的运作状态，腐蚀泄露状况也没有发生过，可见该对策是正确的，改造的方法也是有效的。

5 结语

笔者对蒸氨塔的腐蚀状况进行了分析，包括腐蚀的原因以及解决的措施，将这些方法应用于实际中得到了良好的效果，因此值得推广。

参考文献：

[1]李爱仙.蒸氨塔装置简介[J].化学工业与工程技术，2011（6）.

[2]郑英杰，李多民.乙醇胺蒸氨塔塔底泵腐蚀原因分析[J].化工机械，2011（34）.