低温甲醇洗系统的腐蚀问题探究

低温甲醇洗系统的腐蚀问题探究

明张飞

联合车间236400

摘要：随着社会的快速发展和现代信息技术应用，低温甲醇洗系统在各个领域的运用广泛，且经济效益显著。但是其在发展运行的过程中，腐蚀问题日益严重，对低温甲醇洗系统的运行使用造成了严重的影响。本文从设备内进去空气、Fe(CO)5的生成以及H2S气体的存在等方面对低温甲醇洗系统腐蚀问题产生的原因进行了全面的分析，然后提出了在低温甲醇洗系统中加入碱性溶液、进行低温甲醇洗系统的材料更换以及防止空气进入低温甲醇洗系统等解决策略，旨在促进低温甲醇洗系统的有效运用，更好的满足社会生产生活需求。

关键词：低温；甲醇洗系统；腐蚀问题；碱性溶液

低温甲醇洗系统是由冷凝器、水泵和汽-液分离装置等设备组成的一个复杂化工过程。在高温高压下，液体经热交换器加热，使其温度升高到一定程度，当达到沸点时流至常温或液态混合物中形成蒸汽并进行冷却处理，而从水中排出大量的废渣则被送往高位管路进行回收利用，或作为燃料使用或者燃料再循环用于发电、生产和其他工业领域。腐蚀问题是影响低温甲醇洗系统正常运行的重要问题之一，为了保证低温甲醇洗装置安全高效地运行，延长其使用寿命，加强对其腐蚀问题产生原因及改善对策分析非常有必要。

一、低温甲醇洗中腐蚀问题产生的原因

（一）设备内进去空气

低温甲醇洗系统的设备内部，空气中含有大量的可燃性气体，这些物质会在高温条件下发生氧化反应和老化现象，由于低温甲醇洗泵为低压电动机驱动装置，因此在其使用过程中会存在一定的腐蚀问题，这种问题多是由于系统设备中进入外界空气的原因造成的。设备如果进入了空气，来自空气中的氧会对将系统设备中原先存在的致密FeS膜转变为疏松的氧化铁膜，而当系统设备再次运行的时候，就会在这种氧化铁膜的影响下随着甲醇的流动散布到整个系统中，造成系统内部的化学反应产生偏差，出现很多对系统设备运行不利的化学反应[1]。另外，低温甲醇洗系统中的空气极易从管路泄露，造成管道堵塞甚至损坏设备或影响循环气质量导致事故发生等危险情况，低温甲醇洗系统中的空气极易被腐蚀，因此要加强对设备内部通风管道、冷却风扇等进行定期检查维护和保养。

（二）Fe(CO)5的生成

低温甲醇洗系统产生腐蚀问题的另一大原因就是在系统中出现了Fe(CO)5这种羰基铁物质。在低温甲醇洗系统中，Fe(CO)5的生成是指在高压下将液态物料进行加热，使其温度降至低于液体流速和液体压力，由于反应液中有机物浓度较高且易溶于水、有机溶剂等特点，反应过程中会产生大量气体及少量盐类物质，对设备装置造成伤害，当高温高压的甲醇洗液在低温下形成，会对管板和阀门造成一定程度的腐蚀，导致管路不通畅[2]。

（三）H2S气体的存在

硫化物是水循环系统中的主要污染物，其在低温甲醇洗过程中起着重要作用，对设备和管道内壁造成腐蚀。(1)H2S存在会使酸性气体进入管路而发生堵塞。如若不加防腐层或采用其他方法将H2S从酸水中排除的话，就会出现堵塞；另外还可能导致酸性液流到溶液体系中，或生成硫化物的量过多、甚至形成碳酸氢铵等盐类物质，从而降低换热器效率，增加了腐蚀事故发生率及造成更大损失。(2)H2S存在会影响换热器的传热面积，增加了换热量，造成管路温度升高，从而降低其效率，同时还会使管道内腐蚀性物质沉积于管内，并引起结垢、凝结等现象发生。（3）这种H2S硫化物气体的存在会对有关一氧化碳（CO）和铁(Fe)之间 所发生的反应起到极大的促进作用，加强了两种物质的化学反应，正是这种化学反应加强了低温甲醇洗系统的腐蚀问题[3]。

二、腐蚀问题造成的危害

（一）腐蚀问题对于产品的影响

对于低温甲醇产品来说，由于其系统设备在运行的过程中外界空气带来了比较多的杂质，腐蚀问题严重，导致在生产出来的产品质量达不到国家规定的相关标准。而且因为最初的材料已经使用进去了，这些材料由于系统设别腐蚀问题的产生导致对产品的生产造成了不利的影响，而且在使用资料上也因为设备腐蚀问题造成了浪费，降低了工作人员的效率，直接影响了甲醇产品的质量。

（二）腐蚀问题对于设备的影响

低温甲醇洗系统设备的使用是有期限的，腐蚀问题一旦产生，不仅会降低系统设备的使用寿命，还会影响其正常运行的效率和质量。由于低温甲醇洗系统中水循环不充分，造成设备、管道和管件的腐蚀，在一定程度上导致了换热器内出现堵塞现象，从而使得换热效果降低。另外因为低温甲醇清洗液含有较多杂质或有毒物质，对整个系统设备造成了高温破坏作用，使管壁发生严重磨损、结垢以及腐蚀问题，导致设备和管道内压力升高，影响了系统设备的正常运行[4]。

三、有效改善低温甲醇洗系统腐蚀问题的策略

（一）在低温甲醇洗系统中加入碱性溶液

在低温甲醇洗系统中的使用过程，会导致酸性溶液进入到碱性离子交换器里，造成酸碱废液的腐蚀。酸性环境下所形成的是一种溶解性较差，且对金属有一定程度上耐受腐蚀作用。在低温甲醇洗系统中加入诸如NaOH的碱性溶液，可以在抑制换热器设备的腐蚀问题上起到良好的效果，加入活性炭吸附剂可以将空气介质中存在的大量杂质与低温甲醇洗系统进行有效的分离，将系统中存在的有害物质处理掉，不仅能够提高循环量，还能减少废液对低温甲醇洗系统造成的污染。

（二）进行低温甲醇洗系统的材料更换

对于低温甲醇洗系统的腐蚀问题，可以采取更换材料和替换材质这两种办法。首先对不锈钢管进行换热处理，确保系统中钢管的使用符合国家规定的相关要求，对低温甲醇洗系统的运行奠定良好的基础。其次是在高温高压下将其表面涂上一层保护膜后，再使用液体冷却剂使其凝固，并再次进行清洗，以防止出现堵塞现象而导致设备失效或污染环境，采用低温高压液氯溶液浸泡到水中形成固化的耐酸，可与甲醇分子发生反应生成易溶于冷水和热水的液态物质。最后，可用碳钢制取换热器的列管，这也是热换器在低温甲醇洗系统中产生腐蚀问题的根源，利用材料的更换，可以打破腐蚀问题产生的所需条件，有效避免系统腐蚀问题产生[5]。

（三）防止空气进入低温甲醇洗系统

空气进入甲醇洗系统后，由于温度较高，会造成水垢的形成，使净化效果降低。因此要求冷却器中不能有任何杂质存在，在循环机前设置一个低温盐水泵将其抽气并加到冷凝液槽内进行加热处理；再由循环机旁通入高压热水(除氧阀)，以防止腐蚀液体流入低压管道或管路设备上而导致堵塞和故障；最后，定期对空气温度、洁净度以及压力重新测试来检查冷却器的密封性能是否符合标准[6]。低温甲醇洗系统的主要设备是水箱，而水中含有大量易挥发、有毒物质，所以在设计时应尽量避免空气进入其冷凝器中，为了防止水中挥发有毒物质及腐蚀管路等问题，必须加强冷却器和管道之间连接。

四、总结

低温甲醇洗系统腐蚀是一个复杂的化工过程，它涉及到流体动力学、传热学和控制理论等方面，因此在研究其防腐措施时必须要充分考虑其腐蚀性。首先，对于低温甲醇洗中腐蚀问题产生的原因要进行全面深入的分析，并根据产生的原因在低温甲醇洗系统中加入碱性溶液、进行低温甲醇洗系统的材料更换、防止空气进入低温甲醇洗系统，以此来减少低温甲醇洗系统在运行的过程中安全事故产生得概率，减轻其腐蚀的程度，促进低温甲醇洗系统的有效运行，推动社会的发展。

参考文献：

[1] 杨豹， 柳兆忠. 低温甲醇洗系统运行常见问题及对策探究[J]. 区域治理， 2018(30):1.

[2] 黄远湘. 低温甲醇洗系统中的腐蚀问题解析[J]. 中文科技期刊数据库（全文版）工程技术， 2016(11):00318-00319.

[3] 王小婷， 章娇. 低温甲醇洗系统存在问题分析及解决办法[J]. 中国化工贸易， 2015.

[4] 曹迎辉. Luigi低温甲醇洗运行中出现的问题及对策[J]. 华东科技（综合）， 2020(000-010).

[5] 艾国强. 如何正确对待低温甲醇洗系统防腐问题[J]. 化工中间体， 2015， 11(9):1.

[6] 王忠. 低温甲醇洗预洗再生系统的问题及对策[J]. 大氮肥， 2019.

作者简介：明张飞 1987.02. 男 皖.临泉 汉 大专 班长 联合车间

研究方向:化工类