化工生产中乙二醇设备装置腐蚀机理及维护方法

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　　摘 要：煤制乙二醇是一种非常重要的化工原料，被广泛的应用于化工生产中，对于我国社会经济的快速发展具有非常重要的作用。但是在实际的乙二醇生产过程中，其设备装置会发生不同程度的腐蚀，进而影响乙二醇的顺利生产。本文通过对乙二醇的生产原理和腐蚀机理进行了比较深入的论述，在此基础上，提出了具有一定针对性的设备装置维护方法，有助于改善乙二醇生产过程中设备装置的整体状况，进而确保其始终处于良好的工作状态，对于从事相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。
　　关键词：煤制乙二醇；腐蚀机理；维护
　　0 前言
　　在乙二醇实际的生产过程中，存在大量的高温和高压环境，并且还会产生一定的酸性物质，这都会给乙二醇设备装置造成不同程度的腐蚀，进而妨碍设备的正常运行。因此，为了确保乙二醇生产装置设备的正常运行，就要对其整个生产过程和腐蚀机理进行系统全面的分析研究，并结合生产的实际情况制定有针对性的维护方法，进而确保乙二醇生产设备装置始终处于良好的工作状态中，从而为乙二醇生产顺利开展提供可靠保障。
　　1 乙二醇的生产原理
　　煤制乙二醇的生产过程是采用煤间接液化法生成乙二醇的工艺技术，通过环氧乙烷水合法生产乙二醇的工艺路线，以煤炭气化后所产生的煤气（CO和H2）为原料，一氧化碳与亚硝酸甲酯（MN）在催化剂作用下，发生羰基化反应，生成草酸二甲酯（DMO）；第一步反应生成的草酸二甲酯（DMO）进入到加氢反应器，在催化剂的作用下，与氢气发生反应，生成乙二醇（EG）和甲醇，得到純度较低的乙二醇粗产品。通过两步合成法生产出粗乙二醇产品被送往乙二醇精馏工段，利用各物质间沸点的不同实现多种物料的逐级分离、提纯，最终得到高纯度的精乙二醇产品。在乙二醇的生产过程中会伴随有副反应的发生，进而会生成一定量的乙醛，而乙醛会进一步发生反应生成一氧化碳和水，同时还会产生一定量的甲酸和乙酸。结合乙二醇的生产原理和生产设备分析，在整个生产过程中，腐蚀最为严重的部分就是蒸发器或者蒸发器再沸器，因此，在制定防腐维护方法的时候要进行重点关注。
　　2 乙二醇设备装置腐蚀机理
　　2.1 有机酸腐蚀
　　乙二醇设备装置的有机酸腐蚀主要是由甲酸和乙酸引起的，由于在生产乙二醇过程中的副反应会产生一定量的有机酸，并且该有机酸会随着乙二醇的提纯过程进入到多个反应设备装置中，这就会对设备装置造成不同程度的腐蚀，尤其是对于碳钢类设备所造成的影响更严重。有机酸所造成的腐蚀程度会受到多种因素的影响，主要有浓度、温度以及酸碱度等。随着浓度、温度以及酸度的升高，有机酸所造成的腐蚀程度也会越来越严重。其中，温度因素所造成的影响最为明显，在反应过程中，要对温度进行科学合理的控制，进而降低有机酸所造成的腐蚀。由于在乙二醇的蒸发设备中，随着乙二醇浓度的不断增加，其中的有机酸浓度也会随之增加。
　　2.2 氯化物应力腐蚀开裂
　　在生产环氧乙烷的过程中，在循环气中含有一定量的抑制剂一氯乙烷，进而抑制乙烯过量的转化为二氧化碳和水。反应过程中生成的二氧化碳，遇到水之后就会形成碳酸。在循环气的预湿过程中，其中的一氯乙烷遇到水蒸气之后就会析出一定量的氯离子，进而会有选择的吸附到金属钝化膜上，将其上的氧原子替换掉，并与钝化膜中的阳离子结合形成溶于水的氯化物，从而就会在新露出的基底金属上形成大量被称为孔蚀核的小蚀坑。氯离子会对钝化金属造成非常严重的破坏，其主要作用于特定的点上，会形成肉眼可见大小的穿透性孔洞。氯离子所造成的腐蚀直观表现为，管道内壁腐蚀处呈扩展状的褐色锈迹，具有典型的不锈钢点腐蚀特点。
　　3 乙二醇设备装置的维护方法
　　3.1 工艺控制
　　通过对乙二醇的整个生产过程进行系统全面的分析研究，采取及时更换反应系统催化剂和设置脱除设备等控制措施，减少副反应的发生，进而降低反应过程中的二氧化碳和酮类物质的含量，进而起到控制腐蚀的作用。在实际的生产过程中可以采取以下的改善措施：
　　①酮的控制措施，对银催化剂的选择性进行进一步的优化处理，进而提高其在反应过程中的选择程度，降低反应过程中的副反应，从而降低副产物的含量；在进行生产之前，对整个生产设备装置进行系统全面的吹扫和冲洗，去除其中所含有的铁锈和各种杂质，进而抑制环氧乙烷和醇转化为醛；对反应装置设备的真空系统进行实时的监测，确保其泄漏率满足生产的要求，进而有效防止过多的空气进入到真空系统中，从而大大降低醇氧化成醛的概率；对再沸器的温度进行科学合理的有效控制，必要时还可以对其采取高压水清焦处理措施，确保换热器的换热效果符合生产要求。
　　②介质pH值控制，为了降低整个生产过程中的甲酸和乙酸含量，可以结合其介质的pH值，通过水处理单元向其中加入适量的氢氧化钠溶液，进而中和去除系统中的甲酸和乙酸。
　　③杂质的控制，在乙二醇设备装置的修理过程中，需要采取水冲洗和煮塔措施去除设备装置中的残余杂质，进而避免铁锈生成醛。
　　3.2 合理选择材质，适当进行材质升级
　　针对乙二醇生产过程中易发生腐蚀的关键部位，例如，蒸发塔、再沸器以及相关的管道、阀门和机泵等，企业可以通过合理的选择材质，对材质进行有针对性的适当升级。通过将以上部位的材质更换为不锈钢（例如，304L或316L），就能够从根本上提高设备装置的抗腐蚀能力，进而降低其所受到的腐蚀。在材质更换升级的过程中，需要对其焊接质量进行系统全面的有效控制，确保其焊接质量符合乙二醇的生产工艺要求。同时，焊接完成后还要对焊缝采取相应的敏化、应力消除措施，避免其在工作过程中由于应力而造成焊缝失效。对更换为不锈钢材质后出现的微裂纹部位，将裂纹打磨消除后，可进行不锈钢钢板贴补。对于某些乙二醇生产装置，进行材质升级后可能导致腐蚀后移，进而影响生产的顺利开展。因此，对于多效蒸发器而言，采用不锈钢材质会存在较大的风险，可以将其替换为碳钢衬铁素体不锈钢，进而能够有效防止有机酸腐蚀和氯化物应力腐蚀开裂。
　　3.3 表面处理
　　对于乙二醇生产过程中，不宜进行材质升级的设备装置，为了有效降低冲刷腐蚀对其所造成的不利影响，可以对其采取有针对性的表面处理措施，进而提高其表面的耐腐蚀能力。当选用防腐涂料进行表面处理时，需要充分考虑涂层的工作温度、介质以及流速等因素，避免选择了不适宜的涂料，导致其表面发生脱落，进而影响表面的防腐蚀效果。
　　3.4 加强腐蚀监测
　　结合乙二醇的整个生产过程，通过安装在线的腐蚀检测设备，健全腐蚀在线检测系统，能够及时的对设备腐蚀情况进行检测。其检测的重点内容主要包括：塔顶回流水、pH值、铁离子含量以及醛含量等，同时，还要对介质中的甲酸、乙酸等酸性物质进行系统全面的分析研究，为工艺防腐措施的有效制定提供科学合理的指导。此外，通过在塔顶、塔底、再沸器以及关键部位设置相应的在线腐蚀探针，进而对乙二醇设备装置的腐蚀情况进行实时的监测，从而能够结合腐蚀情况，及时采取有效的控制措施，避免腐蚀的进一步扩大。
　　4 结语
　　总而言之，乙二醇作为一种非常重要的化工原料，被广泛的应用于化工生产中，促进了我国化工产业的不断发展。但是在乙二醇的生产过程中，存在较多的腐蚀因素，进而会对其设备装置造成不同程度的腐蚀，影响乙二醇生长活动的顺利进行。因此，通过对乙二醇的生产机理和腐蚀机理进行深入的分析研究，并结合实际的生产情况，制定有针对性的防腐措施，进而将乙二醇生产设备装置的腐蚀程度控制在合理的范围内，从而确保乙二醇的顺利生产。
　　参考文献：
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