CN109183038A - Mdea脱碳流程中产品二氧化碳管线及压缩机组的防腐方法 - Google Patents

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戴志谦
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/02—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in air or gases by adding vapour phase inhibitors

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Abstract

本发明公开了一种合成氨或制氢中采用MDEA（甲基二乙醇胺法）脱除工艺气中二氧化碳工艺流设计中，防止二氧化碳再生塔出口到后续流程中管线、压缩机等出现腐蚀的工艺，具体涉及一种MDEA脱碳流程中产品或副产品CO2管线及压缩机组防腐工艺，通过向CO2中加入微量碱性物质氨或其它物质来提高冷凝水的pH值，降低或防止了CO2管线及压缩机组产生腐蚀。

Description

MDEA脱碳流程中产品二氧化碳管线及压缩机组的防腐方法
技术领域
本发明涉及一种碳钢设备的防腐工艺，适用于合成氨或制氢装置脱碳系统改用MDEA（甲基二乙醇胺法）脱碳溶液后对CO2输送管线和压缩机等碳钢设备的防腐蚀工艺技术。
背景技术
合成氨装置脱碳系统采用MDEA（甲基二乙醇胺法）脱碳溶液后，CO2输送和压缩过程中产生的冷凝水呈酸性，对碳钢设备和管道具有较强的腐蚀性。为保证设备正常运行，要求CO2输送管道和压缩设备等采用不锈钢材质。由于CO2输送管道较大，且部分尿素生产装置使用的是碳钢材质的往复式压缩机，要更换CO2输送管道和CO2压缩机需投入上亿的改造费用。
为减少设备改造投资，通过对采用MDEA脱碳溶液后CO2气体的组分变化情况，确定CO2气体中游离氨含量发生了下降变化，是造成冷凝水呈酸性的主要原因。
发明内容
鉴于上述不足之处，本发明的目的在于为了防止二氧化碳再生塔出口到后续流程中管线、压缩机等出现腐蚀，本发明通过向CO2中加入微量碱性物质来提高冷凝水的pH值，用以降低或防止CO2管线及压缩机组产生腐蚀。为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种MDEA脱碳流程中产品CO2管线及压缩机组的防腐方法，其特征在于：该方法包括向CO2气体中加入10~1000 mg/kg数量级别的碱性物质。
进一步的，所述碱性物质为气氨。由于CO2气体中含水蒸气，高浓度气氨容易在管口处与CO2发生反应，为避免生成碳铵盐堵塞加氨管道，本发明在加氨管线上加入适量氮气，以降低气氨浓度和提高流速，这样一来，可以降低气氨浓度到10~50%，并提高流速到2~10倍。
进一步的，所述氮气纯度为99.5%，流量为气氨的2-10倍。
进一步的，所述气氨来自外界装置液氨贮槽的尾气，压强为0.1~0.3 MPa。
本发明还提供了一种用于MDEA脱碳流程中产品CO2管线及压缩机组的防腐方法的设备，即在CO2气体管线上安装气氨加入管线，为便于停车时的切断，在气氨管线上设置两位式电磁阀，同时安装流量计便于计量和调整。
本发明的有益效果在于：
1、分析了MDEA（甲基二乙醇胺法）脱除工艺气中二氧化碳工艺流设计中工艺运行参数，对比了与热钾碱（活性碳酸钾）脱碳工艺的差异，找出了在MDEA（甲基二乙醇胺法）脱除工艺气中二氧化碳工艺后续管道和压缩机产生腐蚀的原因，并提出了加入碱性物质的工艺设计。我们采取向CO2气体中加入微量碱性物质（在后续为生产尿素的流程中则选择气氨）的方式来提高冷凝水的PH，气氨采用来自外界装置液氨贮槽的尾气（0.1~0.3 MPa）。
2.向CO2气体中加入10~1000 mg/kg数量级别的碱性物质，考虑到对系统影响最小的原则，在下游为尿素装置的情形下，加入气氨。CO2气体通过输送管路或设备的过程中，因加压或降温或机械分离而产生的液相冷凝液里，CO2气体中通过本专利设施加入的气氨溶解于冷凝液里，提高冷凝水pH值，远离碳钢腐蚀的PH敏感区（PH低于4.5容易产生腐蚀）；
3.提出了具体的加入碱性物质的设施设计。在CO2气体管线上安装气氨加入管线，为便于停车时的切断，在气氨管线上设置两位式电磁阀，同时安装流量计便于计量和调整。
4.由于CO2气体中含水蒸气，高浓度气氨容易在管口处与CO2发生反应，为避免生成碳铵盐堵塞加氨管道，在加氨管线上加入适量氮气，氮气为99.5%纯度，流量为加入气氨的2~10倍，以降低气氨浓度到10~50%，并提高流速到2~10倍，并设置一个混合器（容积按停留时间大于10秒设计），以确保N2和气氨混合均匀。
5.氮气的加入会降低CO2纯度，但少量氮气的加入对CO2纯度影响较小，尿素装置合成系统压力不会发生明显变化。因为正常尿素生产中本身就会加入5%的空气（换算为氮气约4%），而本专利此处加入的氮气仅约原系统加入氮气的1~5%，故氮气的加入不会影响CO2的纯度。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
其中，阀1为气氨针形截止阀总阀，阀2为气氨管线针形截止阀导淋，流量计1为带调节阀的气氨转子流量计，阀3为气氨紧急切断电磁阀，阀4为氮气针形截止阀总阀，阀5为氮气管线针形截止阀导淋，流量计2为带调节阀的氮气转子流量计，阀6为氮气紧急切断电磁阀，阀7为氮气管线止回阀，阀8为混合器底部针形截止阀导淋，阀9为混合气氨加入CO2管线根部阀。
具体实施方式
如图1所示，气氨采用来自合成氨装置液氨贮槽的尾气（0.3MPa），在气氨管线上安装两位式电磁阀便于紧急切断，安装流量计便于计量和调整。氮气采用低压氮气，在氮气管线上安装两位式电磁阀便于紧急切断，安装流量计便于计量和调整，安装止逆阀防止氮气系统故障时气氨等倒入氮气系统。氮气管线与气氨管线从混合器侧面下部错开90°进入，混合气体从混合器顶部引出加入CO2管线中，加入管口应插入CO2管线的中心位置，以便气氨均匀分布在CO2中。
经取样分析，合成氨装置脱碳系统在使用苯菲尔等脱碳溶液时，CO2中氨含量约15.9mg/kg，改用MDEA脱碳溶液后CO2中氨含量约0.119mg/kg，即改用MDEA脱碳溶液后应向CO2中加入氨量15.78mg/kg，氮气加入量控制在70～100mg/kg。

Claims (6)

1.一种MDEA脱碳流程中产品CO2管线及压缩机组的防腐方法，其特征在于：该方法包括向CO2气体中加入10~1000 mg/kg数量级别的碱性物质。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述碱性物质为气氨。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：先在气氨中加入适量氮气。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述氮气纯度为99.5%，流量为气氨的2-10倍。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述气氨来自外界装置液氨贮槽的尾气，压强为0.1~0.3 MPa。
6.一种用于权利要求1所述的防腐方法的设备，其特征在于，在CO2气体管线上安装气氨加入管线，为便于停车时的切断，在气氨管线上设置两位式电磁阀，同时安装流量计便于计量和调整。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1066208C (zh) * 1993-09-28 2001-05-23 诺尔科/埃克森能源化学有限合伙公司 使用胺掺混物抑制湿烃冷凝系统中氯化物腐蚀的方法

Patent Citations (1)

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Non-Patent Citations (1)

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Title
唐忠等: "CO2压缩机腐蚀原因分析及改进措施", 《泸天化科技》 *

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