以二异丙基醚为萃取剂的酚回收工艺酚塔腐蚀问题的研究及应用

以二异丙基醚为萃取剂的酚回收工艺酚塔腐蚀问题的研究及应用

蔺宝祥

新疆广汇新能源有限公司

申 报 论 文

（中 级）

题 目： 以二异丙基醚为萃取剂的酚回收工艺酚塔腐蚀问题的研究及应用

单 位：新疆广汇新能源有限公司

姓 名： 蔺宝祥

申报专业： 化工机械

2021年3月18日

摘 要

本文介绍了**公司现有的两台酚塔基本情况、工艺流程及运行中存在的问题，通过分析腐蚀原因及挂片试验进行研究，结合行业内同类型设备机器人自动熔敷防腐成功案例，采用气保焊表面机器人自动熔敷方法，对酚塔下段内壁机器人自动熔敷哈氏合金C22，实现设备抗腐蚀，消除设备安全隐患，实现设备安全稳定长周期运行。

关键词： 酚塔、腐蚀、机器人自动熔敷

（一）设备基本情况

**公司现有的两台酚塔,由原化学工业第二设计院（赛鼎工程有限公司）设计，山西太原中化二建集团有限公司负责安装，于2012年投入运行。塔内输送介质为粗酚，PH4.0，塔釜温度200-205℃，塔顶小于70℃，操作压力20KPa，塔件30层，塔体材质和塔件材质均为06Cr19Ni10，裙座材质Q345R，塔体直径1600mm，壁厚12mm。

（二）工艺流程介绍

酚氨回收装置是处理来自煤气水分离装置的酚水，脱除酚水中的CO2、 HS、氨、酚，回收的氨配制成20%-22%的氨水供给烟气脱硫装置;脱除的酸性气送气化装置开工火炬。用萃取剂二异丙基醚萃取煤气水中的酚，得到副产品混酚;同时回收萃取剂二异丙基醚循环使用。

（三）运行中存在的问题

1、塔釜部位塔体内壁、塔件及接管腐蚀穿孔频繁发生泄漏；

2、第25层塔盘（共30层）至第30层塔盘安装支架、溢流堰、受液盘等与塔体内壁焊缝腐蚀开裂，致使塔盘脱落掉入塔底；

（四）腐蚀原因研究与分析

近几年运行过程中，装置内酚塔经常腐蚀泄漏，严重影响装置的稳定运行。通过在塔内部对腐蚀部进行观察分析，主要存在空泡腐蚀（当流体与金属构件作高速相对运动时，在金属表面局部地区产生涡流，伴随有气泡在金属表面迅速生成和破灭，呈现与点蚀类似的破坏特征。这种条件下发生的磨蚀称为空泡腐蚀），设备在高氯离子、强酸性环境下，设备本体发生化学、电化学腐蚀和机械冲蚀，引起金属材料破坏。

（五）尝试的几种方案

2019年7月份，联系相关厂家提供了Q235B+304复合板、Q235B+316复合板、304(表面喷涂防腐涂层)、316(表面喷涂防腐涂层)、钛、钛合金等试片，分别放入了624A/B系列酚塔做挂片试验80天，情况汇总如下：

B系列挂片304(表面喷涂防腐涂层)、316(表面喷涂防腐涂层)进行试验，挂片取出后检查外观发现防腐涂层已脱落、304与316挂片表面可见明显点蚀；

A挂片Q235B+304复合板、Q235B+316复合板、挂片取出后检查外观发现Q235B+304复合板、Q235B+316复合板碳钢部分腐蚀脱落严重，304与316表面可见局部点蚀；

依据挂片试验情况，提出的可行性解决方案如下；

1、内部衬板方案

酚塔塔体依据实际腐蚀情况，建议从底部往上7米范围内内衬3mm 304或316板，前期已进行尝试，但运行一段时间后由于焊缝腐蚀衬板脱落，防腐性能失效；

2、内壁腐蚀区域选用Ni625堆焊方案

参考气化炉表面机器人自动熔敷相关案例，结合现场实际情况，对塔体内壁腐蚀区域气刨打磨后进行Ni625堆焊,前期经过试验，堆焊部位与塔壁结合部位发生腐蚀导致堆焊层脱落，防腐性能失效；

3、内表面机器人自动熔敷（堆焊）哈氏合金C22

通过分析行业内鲁奇气化炉表面机器人自动熔敷相关案例，结合现场实际情况，经选用多种材料挂片试验，最终采用气保焊表面机器人自动熔敷方法，对酚塔自底部椭圆封头向上7米范围塔内壁气刨打磨腐蚀部位后进行再造补强，壁厚达到10mm后表层机器人自动熔敷哈氏合金C22，实现设备抗腐蚀，消除设备安全隐患，实现设备安全稳定长周期运行。同时参考动力车间脱硫装置高氯离子状态下使用的哈氏合金C-276情况以及使用时间，哈氏合金C-22能够满足酚塔现场要求。

（六）、实施方案内容、工艺路线

1.对酚塔自底部椭圆封头向上7米范围塔内壁气刨打磨露出金属光泽；

2.对打磨后的塔壁进行测厚和PT检测，厚度不足和存在缺陷部分采用304焊丝进行补焊，补焊修复完成后，对修补表面打磨平整，并与基层呈平滑过渡，修复后塔壁厚度不小于10mm，20%PT抽检合格；

3. 采用半自动手工操作气保焊机依据机器人自动熔敷工艺规程进行机器人自动熔敷，分别对酚塔底部椭圆封头、内部、塔件部位进行机器人自动熔敷，机器人自动熔敷层机器人自动熔敷厚度2.4-4mm；

4. 机器人自动熔敷完成后，上中下取三块，总面积为20%PT检测，达到《承压设备无损检测》NB/T47013-2015 I级合格；

5. 对所有与塔内壁焊接的焊缝表层采用C22焊丝全覆盖机器人自动熔敷；

6 、机器人自动熔敷完成后进行验收，酚塔表面机器人自动熔敷层均匀、平整，不得有气孔、焊道搭接不均匀等现象；机器人自动熔敷再造修复至基本与周边母材平面齐平，高度差≤2mm；机器人自动熔敷层PT检测方式为打磨修复平整100%全检，一级合格；机器人自动熔敷后总厚度不小于12mm验收合格。

(七)结论

B系列酚塔7月份大修机器人自动熔敷后于7月27日开车运行至11月9日停车，共运行105天，此次入塔检查机器人自动熔敷层外观检查完好无腐蚀现象，相同位置测厚均无腐蚀减薄。

采用机器人自动机器人自动熔敷工艺，在酚塔内壁机器人自动熔敷哈氏合金C22，彻底解决了酚塔腐蚀发生泄漏制约生产系统稳定长周期运行的行业难题。

参考文献

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[2] 李振岗，朱彤，张建勋. 基于机器人CO2气体保护焊的直接堆焊成形研究[J].焊接技术,2007（2）：17-20

[3] 雷玉成，秦敏明，徐桂芳，李涛，孙文江. Cr-Ni-Co奥氏体堆焊材料的空泡腐蚀行为[J].焊接学报,2011（6）：21-24

[4] 哈氏合金C22合金钢. [J]. 热处理技术与装备,2018（2）：57-57