乙二醇設備腐蝕機理及運維措施

任國偉(江蘇奧克化學有限公司，江蘇 儀征 211400)

0 引言

乙二醇的生產(chǎn)會面臨著高溫高壓環(huán)境，在此過程中還可能會有酸性物質(zhì)產(chǎn)生，這都會給設備造成相應的影響，最終出現(xiàn)腐蝕的情況。為了保證乙二醇在生產(chǎn)過程中，具備相應的生產(chǎn)效率，那么就要保證生產(chǎn)裝置設備的運行正常，相關人員要針對整個生產(chǎn)過程中的腐蝕問題進行相應的分析和探討，在此基礎上制定科學合理的設備維護方法，確保乙二醇生產(chǎn)設備裝置運行良好，最終能夠提升乙二醇的生產(chǎn)效率。

1 乙二醇的生產(chǎn)原理

采用直接氧化法生產(chǎn)乙二醇，主要是通過環(huán)氧乙烷水合生成含乙二醇的水溶液，該溶液經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)逐級蒸發(fā)濃縮乙二醇，蒸發(fā)器再沸器熱源為高溫高壓水蒸汽，進料中除了乙二醇和水，還有微量二氧化碳、溶解氧、甲酸、乙酸以及醛類等。在生產(chǎn)乙二醇時，腐蝕比較嚴重的設備是蒸發(fā)器，在使用過程中出現(xiàn)比較嚴重的全面腐蝕以及部分部位發(fā)生的沖刷腐蝕，致使鋼板厚度減薄以致腐蝕穿孔，使得介質(zhì)泄漏，嚴重影響了正常生產(chǎn)的安全進行。所以在開展防腐維護工作時，要重點考慮到蒸發(fā)器[1]。

2 乙二醇設備裝置腐蝕機理

2.1 有機酸腐蝕

甲酸和乙酸會造成乙二醇設備裝置出現(xiàn)腐蝕的情況，在對乙二醇進行提純時，所生成的有機酸會進入到相應的設備裝置中，從而產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，碳鋼類設備受到腐蝕的程度會更深。濃度以及溫度等相關因素都是造成腐蝕現(xiàn)象的成因。一般情況下，對腐蝕現(xiàn)象影響最明顯的是溫度，所以要想降低有機酸的腐蝕程度，就要對溫度進行科學合理的把控。有機酸的濃度會隨著乙二醇濃度的增加而有所提升。

2.2 氯化物應力腐蝕開裂

在對環(huán)氧乙烷進行生產(chǎn)時，抑制劑一氯乙烷會存在于循環(huán)氣中，從而能夠很好的控制乙烯單程選擇性，可有助于提高催化劑活性，提高環(huán)氧乙烷最佳產(chǎn)量。在具體反應過程中會有二氧化碳生成，與水發(fā)生反應就會有碳酸形成。反應器催化劑表面有機氯剝離，在此過程中會與水蒸氣發(fā)生作用，生成氯離子，金屬鈍化膜會吸附氯離子，最終會與陽離子結合生成氯化物，這些氯化物能夠溶于水，這就會造成金屬表面的腐蝕。氯離子如果作用于鈍化金屬上，那么會形成比較明顯的穿透性孔洞，這種腐蝕現(xiàn)象是比較直觀的[2]。

3 設備裝置比較常見的腐蝕現(xiàn)象及探討

乙二醇設備中比較容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象的有很多：第一，是出口循環(huán)氣管道，該管道的泄漏點出現(xiàn)了穿孔線小孔，管道的內(nèi)下壁出現(xiàn)了腐蝕現(xiàn)象；第二，出現(xiàn)泄漏的是末效系統(tǒng)塔壁；第三，在環(huán)焊縫處出現(xiàn)了裂紋現(xiàn)象，并且受到了腐蝕；第四，防沖板受到了腐蝕。上述現(xiàn)象所出現(xiàn)的主要原因如下：在合成環(huán)氧乙烷時，往往會使用到一氯乙烷，這種物質(zhì)能夠充當抑制劑，防止生成過量的二氧化碳和水。系統(tǒng)中的二氧化碳會與水發(fā)生相應的反應，最終形成碳酸，脫碳系統(tǒng)中所選擇的材質(zhì)是不銹鋼，但是會受到一氯乙烷的影響，而導致氯離子的析出，氯離子會隨著水汽進入到相應的循環(huán)氣管道中，管道材質(zhì)原有鈍化處理，所以具備相應的反應能力。一般情況下，鈍化膜在溶解過程中會同時進行修復，這兩種情況處于動態(tài)平衡狀態(tài)下，鈍化膜的這種動態(tài)平衡會受到氯離子的影響，如果氯離子比較多，那么就會出現(xiàn)溶解情況較多的現(xiàn)象。在鈍化膜上往往會出現(xiàn)很多的氯離子，氯離子能夠代替氧原子，然后與鈍化膜中的陽離子發(fā)生反應，最終所生成的氯化物具有可溶性，進而對管道造成腐蝕，這種腐蝕現(xiàn)象是比較直觀的，主要表現(xiàn)在小蝕坑以及管道內(nèi)壁的褐色銹跡。管道如果受到了氯離子的破壞，那么往往會出現(xiàn)穿透孔，這種孔的孔徑一般情況下比較小，管道表面還會出現(xiàn)褐色銹斑。鈍化膜如果出現(xiàn)了局部腐蝕的現(xiàn)象，那么往往會處于鈍化態(tài)。此時的鈍化膜只是局部受到了破壞，所以很容易出現(xiàn)電化學腐蝕的現(xiàn)象，該種現(xiàn)象一旦發(fā)生，就會加速腐蝕的程度。沒有受到腐蝕的鈍化膜，處于活化態(tài)，受到腐蝕的鈍化膜處于鈍化態(tài)，二者的電位具有一定的差異，電位比較高的是活化態(tài)的不銹鋼，所以活化態(tài)不銹鋼會作為陽極而鈍化態(tài)不銹鋼會作為陰極，這就具備了電化學熱力學條件。這種反應一旦發(fā)生，那么陰陽兩極會同時發(fā)生反應，其中電流密度比較大的是陽極點，所以該點處會有明顯的腐蝕現(xiàn)象，金屬的腐蝕速度也會有所提升[3]。

4 乙二醇設備裝置的維護方法

4.1 工藝控制

在對乙二醇進行生產(chǎn)時，要對相應的氧化單元進行全面分析的探討和研究，反應系統(tǒng)中所使用到的催化劑以及系統(tǒng)雜質(zhì)的預防，要及時的進行檢修和清理，最大限度的減少副反應的發(fā)生，這樣能夠保證二氧化碳以及雜質(zhì)的含量得到降低，從而能夠很好的對腐蝕作用進行相應的把控。在具體生產(chǎn)過程中要考慮以下措施：首先是對醛進行科學合理的控制，在選擇催化劑時要考慮到各個方面，對選擇性進行科學合理的優(yōu)化，這樣能夠保證在反應過程中催化劑選擇性能夠得到提升，副反應情況也能夠得到很好降低。在生產(chǎn)投運前，需要對相應的設備進行全面的檢查，主要內(nèi)容包含吹掃和沖洗，這樣能夠很好的對含有雜質(zhì)以及鐵銹等有效去除，從而也很好的抑制了環(huán)氧乙烷的異構化為醛。為了保證泄漏率在規(guī)定的范圍內(nèi)，要對乙二醇單元真空系統(tǒng)進行相應的監(jiān)測，避免真空系統(tǒng)中進入過多的空氣，否則會使醇的氧化率提升，與此同時還要控制再沸器的溫度，采用高壓水清焦處理，能夠很好的保證換熱器的換熱效果。其次，要科學合理的控制介質(zhì)的pH，對介質(zhì)的pH值進行控制，能夠很好的把控甲酸和乙酸的含量，在此過程中可以依靠水處理裝置，向介質(zhì)水中加入適量的氫氧化鈉溶液，這樣就能夠對生成的甲酸和乙酸進行中合。最后，要對雜質(zhì)進行控制，在對設備裝置中的殘余雜質(zhì)進行去除時，可以采用水沖洗或者對設備進行進行“煮塔”，這樣能夠很好地避免醛的生成。

4.2 對材質(zhì)進行科學合理的把控和選擇

蒸發(fā)器以及相應的管道等都是容易發(fā)生腐蝕的部位，這些部位在乙二醇的生產(chǎn)過程中起著非常重要的作用，相關企業(yè)在對乙二醇進行生產(chǎn)時，要對所使用到的設備裝置的材質(zhì)進行科學合理的選擇，對相應的材質(zhì)進行升級。對設備的材質(zhì)進行科學合理的更換，能夠提升相應的抗腐蝕能力。如果要對材質(zhì)進行升級，那么要科學合理的控制焊接質(zhì)量，確保焊接質(zhì)量與乙二醇的生產(chǎn)工藝要求相符合。焊接工作在完成之后，要科學合理的對焊縫進行相應處理，消除相應的熱應力。在更換成不銹鋼材質(zhì)之后在焊縫熱影響區(qū)會出現(xiàn)輕微的細密裂紋現(xiàn)象，可以對裂紋進行打磨消除，然后進行鋼板補貼。在生產(chǎn)乙二醇時，如果對材料進行升級，那么可能會出現(xiàn)腐蝕后移的現(xiàn)象，這同樣會對正常的生產(chǎn)過程產(chǎn)生影響。把不銹鋼材質(zhì)應用到多效蒸發(fā)器中，會有很大的運行風險，可以把各種材質(zhì)換為碳鋼襯鐵素體不銹鋼，這樣能夠很好的對腐蝕和開裂現(xiàn)象進行避免[4]。

4.3 表面處理

在對乙二醇進行生產(chǎn)時，所使用到的部分設備裝置不能夠進行材質(zhì)升級，很容易出現(xiàn)沖刷腐蝕的現(xiàn)象，為了更好的對這一現(xiàn)象進行緩解和預防，要制定科學合理的措施，對材質(zhì)表面進行處理，確保材質(zhì)表面具備相應的抗腐蝕能力。在進行表面處理時，如果選擇了防腐涂料，那么要對涂層的溫度以及介質(zhì)等相關因素進行考慮，如果所選擇的涂料不能夠符合施工要求，那么會導致表面出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，從而發(fā)生脫落。

4.4 加強腐蝕監(jiān)測

乙二醇在生產(chǎn)過程中需要對設備裝置的腐蝕情況進行檢測，在此過程中可以安裝相應的檢測設備，對于檢測系統(tǒng)進行科學合理的完善。在具體檢測過程中，要考慮到pH值、醛含量、鐵離子等相關內(nèi)容。除此之外，還需要考慮到介質(zhì)中含有的甲酸和乙酸等，要對這些酸性物質(zhì)進行科學合理的研究，這樣能夠保證在制定防腐措施時具有相應的理論參考。對于容易發(fā)生腐蝕的裝置設備，要安裝在線腐蝕探針，這樣能夠很好的對關鍵部位進行探測，掌握設備的具體腐蝕情況，在此基礎上能夠制定科學合理的控制措施，最大限度的控制腐蝕現(xiàn)象。

5 結語

由以上可知，在進行化工生產(chǎn)時，乙二醇起到了非常重要的作用，各種化工原料在化工生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應用和推廣，很好的促進了我國化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在對乙二醇進行生產(chǎn)時，往往會出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，所使用到的設備，如果受到比較嚴重的腐蝕，那么會對乙二醇的生產(chǎn)產(chǎn)生很大的影響。所以對乙二醇的腐蝕和生產(chǎn)原理進行相應的探討是至關重要的，在此基礎上能夠針對腐蝕問題制定相應的措施，確保設備裝置的運行正常，從而提升乙二醇的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，進而滿足我國社會經(jīng)濟發(fā)展的需求。