我廠合成氨采用加壓變換工藝,工作壓力1.2MPa,第一熱交換器(以下簡(jiǎn)稱為甲交)前后的流程大致為:半水煤氣經(jīng)由飽和塔與熱水直接接觸被加熱、加濕,然后僅通過(guò)混合器添加部分過(guò)熱蒸汽便直接進(jìn)入甲交下封頭,再經(jīng)管內(nèi)與管間的熱變換氣間接換熱,流程中出飽和塔的被加熱、加濕的半水煤氣未經(jīng)氣水分離。
??? 1985年在進(jìn)行25kt/a合成氨改擴(kuò)時(shí),新增1臺(tái)不銹鋼芯甲交。該甲交于1999年因下部殼體(殼程走經(jīng)變換爐轉(zhuǎn)化后的高熱、高濕的變換氣)腐蝕而退出運(yùn)行,但不銹鋼芯卻完好如初。依據(jù)電化學(xué)原理,這是個(gè)典型的電化學(xué)腐蝕中的電偶腐蝕,即活潑的碳鋼殼體被腐蝕,腐蝕部位在殼體(筒體)下部,即降溫后變換氣出口。當(dāng)操作過(guò)程中因追求過(guò)高的CO變換率而添加過(guò)量的蒸汽及變換爐Ⅱ、Ⅲ段的冷激水氣化后的蒸汽因降溫的作用,便完全可能使變換氣溫度在甲交下部低于露點(diǎn),介質(zhì)中H2S、CO2等酸性組分和殘余的O2就為電化腐蝕提供了條件,從而形成酸性電池,并產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。1999年重新更換了1臺(tái)同型號(hào)同材料的甲交,2001年10月因管束和管板(其材質(zhì)均為1Cr18Ni9Ti)遭腐蝕而無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行,腐蝕部位在下管板及管束下部。本文就該換熱器不銹鋼內(nèi)件被腐蝕現(xiàn)象進(jìn)行分析,力求找到腐蝕原因和防護(hù)辦法。
??? 1 甲交腐蝕情況
??? 1.1 甲交結(jié)構(gòu)、材質(zhì)
??? 這臺(tái)損壞的換熱器屬典型的固定管板換熱器,上下管板及列管管束的材質(zhì)均為1Cr18Ni9Ti,殼體上有膨脹節(jié),殼筒體及封頭均為碳鋼。為防止氣流沖蝕管束,殼程上、下進(jìn)出氣端均設(shè)有環(huán)形導(dǎo)氣檔圈。
??? 1.2 甲交腐蝕情況
??? 甲交腐蝕部位見(jiàn)圖1。運(yùn)行環(huán)境見(jiàn)圖2。
?