聚甲醛裝置甲醛回收塔腐蝕原因探討與措施

孫麗麗

(河南能源化工集團 開封龍宇化工有限公司 ， 開封市聚甲醛基新材料重點實驗室 , 河南 開封 475200)

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聚甲醛裝置甲醛回收塔腐蝕原因探討與措施

孫麗麗

(河南能源化工集團 開封龍宇化工有限公司 ， 開封市聚甲醛基新材料重點實驗室 , 河南 開封 475200)

介紹了當前聚甲醛裝置甲醛回收塔設備腐蝕的原因，分析了甲醛回收塔腐蝕的機理，根據分析提出對三聚甲醛回收塔再沸器和甲醛回收塔進料預熱器進行改造，通過改造減少了系統減負荷生產和停車處理甲醛回收塔，保證了系統長周期高負荷運行。

甲醛回收 ; 腐蝕 ; 措施

0 前言

開封龍宇年產4萬t聚甲醛主裝置由甲醛制備、三聚甲醛和二氧五環的生產、聚合及后處理裝置等構成。三聚甲醛的回收系統肩負著前系統的后勤保障，主要包括三聚甲醛回收塔、甲醇回收塔和甲醛回收塔三部分。其中甲醛回收塔是整個回收系統的關鍵，擔負著反應精餾系統二次回收利用，也是污水的重要源頭，控制不好，直接影響系統的滿負荷長周期運行。由于在高溫條件下甲醛聚合反應生成三聚甲醛的過程中常伴有腐蝕性的甲酸生成。由聚合回收過來的水溶液中含有大量的氟元素進入到甲醛回收塔，產生的氫氟酸對設備腐蝕特別嚴重，長周期的腐蝕，致使甲醛回收塔再沸器和甲醛回收塔進料預熱器出現嚴重的腐蝕現象，嚴重制約裝置的正常運行[1-3]。

1 甲醛回收塔的工藝流程

聚甲醛生產裝置甲醛回收系統主要包括稀甲醛儲槽、預熱器、甲醛回收塔塔體、再沸器、冷凝器、回流儲槽等，甲醛濃縮崗位脫出的稀甲醛約10%與三聚甲醛(TOX)回收塔底出料(甲醛的濃度約12%)分別經過泵送入甲醛回收塔，進入甲醛回收儲槽，混合后經預熱器升溫后進入甲醛回收塔，經塔底再沸器1.2 MPa蒸汽的作用對物料進行精餾濃縮，經塔頂析出。塔頂出料經冷凝器進入回流儲槽，甲醛回收塔底含微量的甲醛的廢水經過進料預熱器降溫后再經過廢水冷卻器降溫后送往污水處理[4-5]。

2 甲醛回收系統存在問題及采取的措施

2.1 存在的問題

①甲醛回收系統在運行過程中，由于在高溫條件下甲醛聚合反應生成的三聚甲醛過程中常伴有腐蝕性的甲酸生成，由聚合回收過來的水溶液中含有大量的氟元素進入到甲醛回收塔，產生氫氟酸對設備腐蝕特別嚴重，長周期的腐蝕，致使甲醛回收塔再沸器和甲醛回收塔進料預熱器頻繁泄漏，塔底再沸器的腐蝕問題影響系統的穩定運行。

②由于塔內酸對管線和再沸器的腐蝕，進料預熱器平均每半月停車維修一次，再沸器內大量蒸汽通過列管直接進入到塔內，造成蒸汽的大量浪費。而且吸收塔一直操作不穩定，系統一直減負荷生產。有時需要停車進行處理，增加了公司的生產成本。

2.2 采取的措施

①2015年對甲醛回收塔進料管線跨過進料預熱器，對跨接管進行改造，實現了進料不經過進料預熱器，直接進入甲醛回收塔。原本每次搶修預熱器，系統都需要通過減負荷和降回收系統，原料儲槽液位及停甲醛回收塔進料的操作步驟，簡化成將進料管線直接切換成不停車搶修管線，并適當降低進料量即可，大大減少了系統減負荷和甲醛回收塔停止進料對系統的影響。

②2016年利用大修期間，對再沸器進行了列管修補工作，將列管泄漏的部分進行堵塞，降低列管的泄漏量，減少了蒸汽的消耗，提高了換熱效率。

③對甲醛回收塔實施一級加堿和二級加堿，針對不同的位置實施不同加堿量，并通過對塔底甲酸含量的分析，計算出需要的加堿量，通過對塔底甲酸進行一次中和及二次中和，減少甲酸對塔底管線及甲醛回收塔預熱器的腐蝕。

④優化進料管線，采用混合進料方式降低聚合反應三氟化硼的加入量，使三氟化硼的加入量由原來的35×106降到15×106左右，并優化工藝條件減少脫鹽水的加入量，控制04區送往02區水溶液的量，降低了F元素的產生，減少了氟化氫對設備的腐蝕，延長了設備的使用壽命，保證了生產穩定運行。

3 改造后效果

3.1 進料預熱器技改前后對比

通過對甲醛回收塔進料管線跨線改造后，甲醛回收塔預熱器維修，系統不用再減負荷和停甲醛回收塔。每年避免系統減負荷及停甲醛回收塔次數至少15次，節約了生產成本，穩定了生產的運行。

3.2 回收塔再沸器改造前后對比

對甲醛再沸器進行了列管修補工作，減少了物料通過列管換熱器進入到循環水中腐蝕管線，節約了蒸汽的消耗，通過DCS觀察，每個小時節約蒸汽3～5 t，而且再沸器的換熱效率比改造前有所提高。

3.3 回收塔加堿前后數據對比

表1 回收塔加堿前后數據對比(統計平均值)

由表1可知，塔底pH值由加堿前的2.3升高至加堿后的3.62；塔底甲酸含量明顯降低，塔頂從加堿前的1.0%降至加堿后的0.74%，塔底從加堿前的最高1.25%降至加堿后的最低0.67%，明顯降低了廢水中酸度，能夠降低塔底液對回收塔進料預熱器以及污水管網和事故池的腐蝕。

4 改造后的經濟效益

①通過甲醛預熱器跨線改造，每年避免系統減負荷及停甲醛回收塔次數至少15次；每次系統需要減3 m3/h的進料量，每次檢修時間5 h左右，每年損失三聚甲醛產量90 t(3 m3/h×三聚甲醛濃度40%×時間5 h×每年次數15)，技改實施后，年增加經濟效益90萬元人民幣。②另外甲醛回收塔通過一次加堿和二次加堿，及F元素的控制，甲醛回收塔預熱器的腐蝕搶修次數由原來的每年15～20次，降低至每年的6～10次，換熱器的使用壽命較之前延長一倍以上，年節省設備費用15萬元。③通過技改，塔底廢水中的甲醛的含量由預熱器泄漏時的5 000×10-6降低至2 000×10-6以內，塔底廢水外排按30 m3/h計算，每年處理泄漏點大約8次，每次需要時間為48 h，每年可以節約甲醛約35 t。技改后，年增加經濟效益3.5萬元。④塔底增加高濃度污水34 560 m3，動力廠處理1 m3污水4.9元，年增加經濟效益11.3萬元。⑤上述攻關材料費用為26 000元。技改實施后，每年增加經濟效益117.2萬元。

5 結束語

通過分析聚甲醛裝置甲醛回收系統在生產運行中存在的腐蝕問題，采取了切實可行的技術改造，三聚甲醛回收系統減少了維修甲醛回收塔進料預熱器的停車次數，降低了設備的腐蝕，降低了聚甲醛的生產成本，保證了生產穩定運行，為生產裝置安、穩、長、滿、優運行打下良好的基礎。

[1] 黃蒼鋒,王 琦.甲醛回收塔防腐蝕技術探討[J].廣州化工,2014,42(11):169-170.

[2] 陳 鵬.聚甲醛裝置甲醛回收系統技術改造總結[J].化肥設計,2013,51(1):51-53.

[3] 劉 東,萬情操.關于聚甲醛生產中影響產品質量因素的探討[J]. 天津化工,2014,28(2):31-33.

[4] 潘景福,李 琦,王彥輝,等.甲醛回收塔防腐蝕材料優化分析與研究[J].中國科技縱橫,2015(2):67-69.

[5] 李武斌.甲醛回收塔加減防腐改造總結[J].河南化工,2015,32(11):52-53.

2017-03-12

孫麗麗 (1982-)，女，助理工程師，從事聚甲醛方面生產管理工作，電話：15037812401。

TQ050.7

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1003-3467(2017)05-0045-02