化工生產中乙二醇設備裝置腐蝕機理及維護方法
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摘 要：煤制乙二醇是一種非常重要的化工原料，被廣泛的應用于化工生產中，對于我國社會經濟的快速發展具有非常重要的作用。但是在實際的乙二醇生產過程中，其設備裝置會發生不同程度的腐蝕，進而影響乙二醇的順利生產。本文通過對乙二醇的生產原理和腐蝕機理進行了比較深入的論述，在此基礎上，提出了具有一定針對性的設備裝置維護方法，有助于改善乙二醇生產過程中設備裝置的整體狀況，進而確保其始終處于良好的工作狀態，對于從事相關工作的技術人員具有一定的借鑒意義。
關鍵詞：煤制乙二醇；腐蝕機理；維護
0 前言
在乙二醇實際的生產過程中，存在大量的高溫和高壓環境，并且還會產生一定的酸性物質，這都會給乙二醇設備裝置造成不同程度的腐蝕，進而妨礙設備的正常運行。因此，為了確保乙二醇生產裝置設備的正常運行，就要對其整個生產過程和腐蝕機理進行系統全面的分析研究，并結合生產的實際情況制定有針對性的維護方法，進而確保乙二醇生產設備裝置始終處于良好的工作狀態中，從而為乙二醇生產順利開展提供可靠保障。
1 乙二醇的生產原理
煤制乙二醇的生產過程是采用煤間接液化法生成乙二醇的工藝技術，通過環氧乙烷水合法生產乙二醇的工藝路線，以煤炭氣化后所產生的煤氣（CO和H2）為原料，一氧化碳與亞硝酸甲酯（MN）在催化劑作用下，發生羰基化反應，生成草酸二甲酯（DMO）；第一步反應生成的草酸二甲酯（DMO）進入到加氫反應器，在催化劑的作用下，與氫氣發生反應，生成乙二醇（EG）和甲醇，得到純度較低的乙二醇粗產品。通過兩步合成法生產出粗乙二醇產品被送往乙二醇精餾工段，利用各物質間沸點的不同實現多種物料的逐級分離、提純，最終得到高純度的精乙二醇產品。在乙二醇的生產過程中會伴隨有副反應的發生，進而會生成一定量的乙醛，而乙醛會進一步發生反應生成一氧化碳和水，同時還會產生一定量的甲酸和乙酸。結合乙二醇的生產原理和生產設備分析，在整個生產過程中，腐蝕最為嚴重的部分就是蒸發器或者蒸發器再沸器，因此，在制定防腐維護方法的時候要進行重點關注。
2 乙二醇設備裝置腐蝕機理
2.1 有機酸腐蝕
乙二醇設備裝置的有機酸腐蝕主要是由甲酸和乙酸引起的，由于在生產乙二醇過程中的副反應會產生一定量的有機酸，并且該有機酸會隨著乙二醇的提純過程進入到多個反應設備裝置中，這就會對設備裝置造成不同程度的腐蝕，尤其是對于碳鋼類設備所造成的影響更嚴重。有機酸所造成的腐蝕程度會受到多種因素的影響，主要有濃度、溫度以及酸堿度等。隨著濃度、溫度以及酸度的升高，有機酸所造成的腐蝕程度也會越來越嚴重。其中，溫度因素所造成的影響最為明顯，在反應過程中，要對溫度進行科學合理的控制，進而降低有機酸所造成的腐蝕。由于在乙二醇的蒸發設備中，隨著乙二醇濃度的不斷增加，其中的有機酸濃度也會隨之增加。
2.2 氯化物應力腐蝕開裂
在生產環氧乙烷的過程中，在循環氣中含有一定量的抑制劑一氯乙烷，進而抑制乙烯過量的轉化為二氧化碳和水。反應過程中生成的二氧化碳，遇到水之后就會形成碳酸。在循環氣的預濕過程中，其中的一氯乙烷遇到水蒸氣之后就會析出一定量的氯離子，進而會有選擇的吸附到金屬鈍化膜上，將其上的氧原子替換掉，并與鈍化膜中的陽離子結合形成溶于水的氯化物，從而就會在新露出的基底金屬上形成大量被稱為孔蝕核的小蝕坑。氯離子會對鈍化金屬造成非常嚴重的破壞，其主要作用于特定的點上，會形成肉眼可見大小的穿透性孔洞。氯離子所造成的腐蝕直觀表現為，管道內壁腐蝕處呈擴展狀的褐色銹跡，具有典型的不銹鋼點腐蝕特點。
3 乙二醇設備裝置的維護方法
3.1 工藝控制
通過對乙二醇的整個生產過程進行系統全面的分析研究，采取及時更換反應系統催化劑和設置脫除設備等控制措施，減少副反應的發生，進而降低反應過程中的二氧化碳和酮類物質的含量，進而起到控制腐蝕的作用。在實際的生產過程中可以采取以下的改善措施：
①酮的控制措施，對銀催化劑的選擇性進行進一步的優化處理，進而提高其在反應過程中的選擇程度，降低反應過程中的副反應，從而降低副產物的含量；在進行生產之前，對整個生產設備裝置進行系統全面的吹掃和沖洗，去除其中所含有的鐵銹和各種雜質，進而抑制環氧乙烷和醇轉化為醛；對反應裝置設備的真空系統進行實時的監測，確保其泄漏率滿足生產的要求，進而有效防止過多的空氣進入到真空系統中，從而大大降低醇氧化成醛的概率；對再沸器的溫度進行科學合理的有效控制，必要時還可以對其采取高壓水清焦處理措施，確保換熱器的換熱效果符合生產要求。
?、诮橘|pH值控制，為了降低整個生產過程中的甲酸和乙酸含量，可以結合其介質的pH值，通過水處理單元向其中加入適量的氫氧化鈉溶液，進而中和去除系統中的甲酸和乙酸。
③雜質的控制，在乙二醇設備裝置的修理過程中，需要采取水沖洗和煮塔措施去除設備裝置中的殘余雜質，進而避免鐵銹生成醛。
3.2 合理選擇材質，適當進行材質升級
針對乙二醇生產過程中易發生腐蝕的關鍵部位，例如，蒸發塔、再沸器以及相關的管道、閥門和機泵等，企業可以通過合理的選擇材質，對材質進行有針對性的適當升級。通過將以上部位的材質更換為不銹鋼（例如，304L或316L），就能夠從根本上提高設備裝置的抗腐蝕能力，進而降低其所受到的腐蝕。在材質更換升級的過程中，需要對其焊接質量進行系統全面的有效控制，確保其焊接質量符合乙二醇的生產工藝要求。同時，焊接完成后還要對焊縫采取相應的敏化、應力消除措施，避免其在工作過程中由于應力而造成焊縫失效。對更換為不銹鋼材質后出現的微裂紋部位，將裂紋打磨消除后，可進行不銹鋼鋼板貼補。對于某些乙二醇生產裝置，進行材質升級后可能導致腐蝕后移，進而影響生產的順利開展。因此，對于多效蒸發器而言，采用不銹鋼材質會存在較大的風險，可以將其替換為碳鋼襯鐵素體不銹鋼，進而能夠有效防止有機酸腐蝕和氯化物應力腐蝕開裂。
3.3 表面處理
對于乙二醇生產過程中，不宜進行材質升級的設備裝置，為了有效降低沖刷腐蝕對其所造成的不利影響，可以對其采取有針對性的表面處理措施，進而提高其表面的耐腐蝕能力。當選用防腐涂料進行表面處理時，需要充分考慮涂層的工作溫度、介質以及流速等因素，避免選擇了不適宜的涂料，導致其表面發生脫落，進而影響表面的防腐蝕效果。
3.4 加強腐蝕監測
結合乙二醇的整個生產過程，通過安裝在線的腐蝕檢測設備，健全腐蝕在線檢測系統，能夠及時的對設備腐蝕情況進行檢測。其檢測的重點內容主要包括：塔頂回流水、pH值、鐵離子含量以及醛含量等，同時，還要對介質中的甲酸、乙酸等酸性物質進行系統全面的分析研究，為工藝防腐措施的有效制定提供科學合理的指導。此外，通過在塔頂、塔底、再沸器以及關鍵部位設置相應的在線腐蝕探針，進而對乙二醇設備裝置的腐蝕情況進行實時的監測，從而能夠結合腐蝕情況，及時采取有效的控制措施，避免腐蝕的進一步擴大。
4 結語
總而言之，乙二醇作為一種非常重要的化工原料，被廣泛的應用于化工生產中，促進了我國化工產業的不斷發展。但是在乙二醇的生產過程中，存在較多的腐蝕因素，進而會對其設備裝置造成不同程度的腐蝕，影響乙二醇生長活動的順利進行。因此，通過對乙二醇的生產機理和腐蝕機理進行深入的分析研究，并結合實際的生產情況，制定有針對性的防腐措施，進而將乙二醇生產設備裝置的腐蝕程度控制在合理的范圍內，從而確保乙二醇的順利生產。
參考文獻：
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