甲醇精馏洗涤塔酸性腐蚀及运行分析

刘耀汝 郭福增

摘要：本文在生产运行基础上，分析甲醇精馏洗涤塔酸性腐蚀及运行，对其展开具体论证，了解了酸性腐蚀状态，并找到这种现象出现的原因，最后对甲醇精馏洗涤塔对生产的影响作出了探究，并提出了一些整改措施，希望能够提高甲醇精馏装置运行安全性。

关键词：甲醇精馏洗涤塔;酸性腐蚀;运行

中图分类号：TQ223.121

本企业的甲醇精馏洗涤塔设计采用的是专利技术，其是甲醇精馏装置的组成部分，甲醇精馏装置包括三塔精馏、回收塔和精馏塔三部分，其中洗涤塔可以使用脱盐水进行洗涤，回收精馏预处理塔流出的甲醇，可以提升甲醇回收率，洗涤液回收后泵送到预处理塔回流槽内，顺着回流液流入到预处理塔内。

一、甲醇精馏洗涤塔酸性腐蚀分析

1.状态

洗涤塔自从投入后，塔釜管道在使用3个月后出现了不同程度的腐蚀现象，工艺人员要优化调整操作指标，但是仍然有腐蚀情况。在于设计人员交流后发现这种腐蚀现象属于甲醇生产企业常见现象，对此，将洗涤塔出口管道换成了不锈钢材料，可以缓解腐蚀现象[1]。而在检修时，针对性的对洗涤塔塔釜和服输管线的壁厚进行了测量，进而评估了腐蚀现象。根据测量结果以及塔内检查状况发现，塔釜的采用Q345R材料，设计值为10mm，球形风头测量值为9mm，封头边缘和下液位计周边测量值为8.6mm，筒壁测量值为7.8mm，洗涤口出口管道材料未20钢，设计值是5.08mm，测量值为3.7mm。从中可以发现，塔釜段的腐蚀现象比较轻，但是仍然存在腐蚀现象，主要发生场所为介质冲刷部位。

2.原因

洗涤塔中的腐蚀现象出现后，需要采取多种方式分析判断腐蚀产物，认为甲酸甲醇水解后可生成甲酸，这是导致碳钢管被酸性腐蚀的原因。根据企业现有分析条件，本企业的多个设备样品送入到分析测试中心对甲酸含量进行分析，得到塔釜液和回流液中的甲醛含量在2.9-3.4%之间。从中可以看出，洗涤塔塔釜液和预塔回流槽回流液中含有较高的甲酸，其他设备介质内没有甲酸，这就表示导致洗涤塔腐蚀的原因主要在甲酸，也表明合成粗甲醇副反应会生成脂类物质在洗涤塔中水解。甲酸中的分子量为46.03，熔点和沸点分别为8.6℃、100.8℃，具有很强的酸性和腐蚀性，可以与水用任何的配比混合起来，也可以与水混合构成共沸物。甲酸甲酯中的分子量为60.05，熔点和沸点分别为-99.8℃、32℃，在甲醇、乙醇和乙醚中可以融入进去，进行水解[2]。

正常情况下，甲酸甲酯从精馏预塔中流出，之后顺着空气流入到洗涤塔，其操作温度处于35-45℃之间，洗涤时所用脱盐水是弱碱性，可以便于甲酸甲酯发生水解反应，经过水解后的塔中的甲酸与预塔顶的甲酸都流入到了预塔回流槽中，但是在预塔中加入碱液则无法达到预塔回流体系中，不可中和此处甲酸，进而使设备被腐蚀，粗甲醇内的二氧化碳会腐蚀该设备，这也是洗涤塔出现酸性腐蚀现象的主要原因。

二、甲醇精馏洗涤塔的运行影响和整改措施

1.運行影响

（1）影响甲酸生产。由于当前企业受制于条件无法分析具体的甲酸含量，只能怪按照PH值对甲酸含量进行大致判断。根据运行精馏装置，洗涤塔中使用或不使用洗涤水时的PH值和水分变化可以发现，精馏的负荷提升，产生的酸性物质也逐渐增多，洗涤水的使用可以推动脂类物质水解，所产生的酸性物质也会随之增多，预塔回流系统PH值长时间低于7，进而导致设备出现腐蚀现象，塔釜中加入的碱液不会影响塔釜液以及回流液酸度[3]。

（2）影响甲醛回收。洗涤塔的下部分塔内径是0.8m，液位高度是1.65m，在洗涤水停止使用时，甲醇液位每小时闪蒸幅度上升了1.56%，甲醇浓度在98.5%左右，甲醇每小时回收体积为0.013立方米。洗涤水在投入使用时，洗涤水量每小时的使用量为1.6立方米，其中的甲醇浓度咋11.7%左右，甲醇每小时的回收量为0.212立方米。由此可见，甲醇精馏洗涤塔投入的洗涤水可以提升甲醇的回收率，具有客观的经济收益。

2.整改措施

（1）加大力度监控甲醇合成单元，特别是在装置试运行时，在吹扫和开停车作业时需要做好保护工作，系统洁净度以及催化剂高活性可以减少发生副反应。

（2）催化剂刚投入使用时的活性比较好，产生的副产物数量也较少，减少塔顶不凝气放空温度，降低甲醇消耗量和洗涤塔工作温度，能够缓解腐蚀现象。该装置设计的不凝气放空温度在40℃左右，当前温度为35℃，所产生的精甲醇质量比较好[4]。

（3）精馏预塔中的碱液设计位置统筹位于塔釜或是预热器入口部位，不可中和洗涤塔甲醛，通过更改碱液加入位置，增加碱液泵出口，对洗涤液内的甲酸进行中和，采用具有带止回效用的流量计对碱液使用量进行计量，这种更改设计可以优化洗涤塔作业环境，避免回力管线被酸性腐蚀，回流液的PH值长期超过8，可以有效缓解腐蚀现象，产出的精甲醇质量比较好。

（4）通过分析本行业和实际生产运行情况，甲醇精馏装置整体出现酸性腐蚀的严重部位在洗涤塔和塔釜周边管线、预热器、不凝器水冷器、蒸汽再沸器等部位。在装置运行过程中，2a后以上设备或多或少会出现酸性腐蚀现象，若是投资预算保持充足，采用具有耐腐蚀性的材料能够使装置处于长期运行状态中。

三、结语：

由于甲醇装置运行初级阶段所使用的合成催化剂具有良好的性能，产生的粗甲醇中不会有较多副产物，但是，由于酸性腐蚀一定会出现，且随着合成催化剂的不断使用酸性腐蚀现象会不断加重，对此，需要通过控制工艺指标并改变加碱液位置来缓解酸性腐蚀现象，若是投资足够，可以改变设备材料提高缓解效果。

参考文献：

[1]张飞跃，王志雄.甲醇预塔精馏设备腐蚀原因分析及应对措施[J].化学工程与装备，2011，000（011）：59-60.

[2]吴世凯.甲醇精馏装置运行过程中的问题分析及技改措施[J].煤化工，2020（4）.

[3]师少杰，崔文科.100kt/a甲醇精馏系统运行特点分析[J].化肥工业，2009，36（002）：52-54.

[4]王高峰，马颖涛，孔岩.合成气洗涤塔的腐蚀分析与防范措施[J].化工设计通讯，2011，037（001）：30-31.

3987501908208