乙二醇設備腐蝕機理及運維措施

任國偉(江蘇奧克化學有限公司，江蘇 儀征 211400)

0 引言

乙二醇的生產會面臨著高溫高壓環境，在此過程中還可能會有酸性物質產生，這都會給設備造成相應的影響，最終出現腐蝕的情況。為了保證乙二醇在生產過程中，具備相應的生產效率，那么就要保證生產裝置設備的運行正常，相關人員要針對整個生產過程中的腐蝕問題進行相應的分析和探討，在此基礎上制定科學合理的設備維護方法，確保乙二醇生產設備裝置運行良好，最終能夠提升乙二醇的生產效率。

1 乙二醇的生產原理

采用直接氧化法生產乙二醇，主要是通過環氧乙烷水合生成含乙二醇的水溶液，該溶液經蒸發系統逐級蒸發濃縮乙二醇，蒸發器再沸器熱源為高溫高壓水蒸汽，進料中除了乙二醇和水，還有微量二氧化碳、溶解氧、甲酸、乙酸以及醛類等。在生產乙二醇時，腐蝕比較嚴重的設備是蒸發器，在使用過程中出現比較嚴重的全面腐蝕以及部分部位發生的沖刷腐蝕，致使鋼板厚度減薄以致腐蝕穿孔，使得介質泄漏，嚴重影響了正常生產的安全進行。所以在開展防腐維護工作時，要重點考慮到蒸發器[1]。

2 乙二醇設備裝置腐蝕機理

2.1 有機酸腐蝕

甲酸和乙酸會造成乙二醇設備裝置出現腐蝕的情況，在對乙二醇進行提純時，所生成的有機酸會進入到相應的設備裝置中，從而產生腐蝕現象，碳鋼類設備受到腐蝕的程度會更深。濃度以及溫度等相關因素都是造成腐蝕現象的成因。一般情況下，對腐蝕現象影響最明顯的是溫度，所以要想降低有機酸的腐蝕程度，就要對溫度進行科學合理的把控。有機酸的濃度會隨著乙二醇濃度的增加而有所提升。

2.2 氯化物應力腐蝕開裂

在對環氧乙烷進行生產時，抑制劑一氯乙烷會存在于循環氣中，從而能夠很好的控制乙烯單程選擇性，可有助于提高催化劑活性，提高環氧乙烷最佳產量。在具體反應過程中會有二氧化碳生成，與水發生反應就會有碳酸形成。反應器催化劑表面有機氯剝離，在此過程中會與水蒸氣發生作用，生成氯離子，金屬鈍化膜會吸附氯離子，最終會與陽離子結合生成氯化物，這些氯化物能夠溶于水，這就會造成金屬表面的腐蝕。氯離子如果作用于鈍化金屬上，那么會形成比較明顯的穿透性孔洞，這種腐蝕現象是比較直觀的[2]。

3 設備裝置比較常見的腐蝕現象及探討

乙二醇設備中比較容易發生腐蝕現象的有很多：第一，是出口循環氣管道，該管道的泄漏點出現了穿孔線小孔，管道的內下壁出現了腐蝕現象；第二，出現泄漏的是末效系統塔壁；第三，在環焊縫處出現了裂紋現象，并且受到了腐蝕；第四，防沖板受到了腐蝕。上述現象所出現的主要原因如下：在合成環氧乙烷時，往往會使用到一氯乙烷，這種物質能夠充當抑制劑，防止生成過量的二氧化碳和水。系統中的二氧化碳會與水發生相應的反應，最終形成碳酸，脫碳系統中所選擇的材質是不銹鋼，但是會受到一氯乙烷的影響，而導致氯離子的析出，氯離子會隨著水汽進入到相應的循環氣管道中，管道材質原有鈍化處理，所以具備相應的反應能力。一般情況下，鈍化膜在溶解過程中會同時進行修復，這兩種情況處于動態平衡狀態下，鈍化膜的這種動態平衡會受到氯離子的影響，如果氯離子比較多，那么就會出現溶解情況較多的現象。在鈍化膜上往往會出現很多的氯離子，氯離子能夠代替氧原子，然后與鈍化膜中的陽離子發生反應，最終所生成的氯化物具有可溶性，進而對管道造成腐蝕，這種腐蝕現象是比較直觀的，主要表現在小蝕坑以及管道內壁的褐色銹跡。管道如果受到了氯離子的破壞，那么往往會出現穿透孔，這種孔的孔徑一般情況下比較小，管道表面還會出現褐色銹斑。鈍化膜如果出現了局部腐蝕的現象，那么往往會處于鈍化態。此時的鈍化膜只是局部受到了破壞，所以很容易出現電化學腐蝕的現象，該種現象一旦發生，就會加速腐蝕的程度。沒有受到腐蝕的鈍化膜，處于活化態，受到腐蝕的鈍化膜處于鈍化態，二者的電位具有一定的差異，電位比較高的是活化態的不銹鋼，所以活化態不銹鋼會作為陽極而鈍化態不銹鋼會作為陰極，這就具備了電化學熱力學條件。這種反應一旦發生，那么陰陽兩極會同時發生反應，其中電流密度比較大的是陽極點，所以該點處會有明顯的腐蝕現象，金屬的腐蝕速度也會有所提升[3]。

4 乙二醇設備裝置的維護方法

4.1 工藝控制

在對乙二醇進行生產時，要對相應的氧化單元進行全面分析的探討和研究，反應系統中所使用到的催化劑以及系統雜質的預防，要及時的進行檢修和清理，最大限度的減少副反應的發生，這樣能夠保證二氧化碳以及雜質的含量得到降低，從而能夠很好的對腐蝕作用進行相應的把控。在具體生產過程中要考慮以下措施：首先是對醛進行科學合理的控制，在選擇催化劑時要考慮到各個方面，對選擇性進行科學合理的優化，這樣能夠保證在反應過程中催化劑選擇性能夠得到提升，副反應情況也能夠得到很好降低。在生產投運前，需要對相應的設備進行全面的檢查，主要內容包含吹掃和沖洗，這樣能夠很好的對含有雜質以及鐵銹等有效去除，從而也很好的抑制了環氧乙烷的異構化為醛。為了保證泄漏率在規定的范圍內，要對乙二醇單元真空系統進行相應的監測，避免真空系統中進入過多的空氣，否則會使醇的氧化率提升，與此同時還要控制再沸器的溫度，采用高壓水清焦處理，能夠很好的保證換熱器的換熱效果。其次，要科學合理的控制介質的pH，對介質的pH值進行控制，能夠很好的把控甲酸和乙酸的含量，在此過程中可以依靠水處理裝置，向介質水中加入適量的氫氧化鈉溶液，這樣就能夠對生成的甲酸和乙酸進行中合。最后，要對雜質進行控制，在對設備裝置中的殘余雜質進行去除時，可以采用水沖洗或者對設備進行進行“煮塔”，這樣能夠很好地避免醛的生成。

4.2 對材質進行科學合理的把控和選擇

蒸發器以及相應的管道等都是容易發生腐蝕的部位，這些部位在乙二醇的生產過程中起著非常重要的作用，相關企業在對乙二醇進行生產時，要對所使用到的設備裝置的材質進行科學合理的選擇，對相應的材質進行升級。對設備的材質進行科學合理的更換，能夠提升相應的抗腐蝕能力。如果要對材質進行升級，那么要科學合理的控制焊接質量，確保焊接質量與乙二醇的生產工藝要求相符合。焊接工作在完成之后，要科學合理的對焊縫進行相應處理，消除相應的熱應力。在更換成不銹鋼材質之后在焊縫熱影響區會出現輕微的細密裂紋現象，可以對裂紋進行打磨消除，然后進行鋼板補貼。在生產乙二醇時，如果對材料進行升級，那么可能會出現腐蝕后移的現象，這同樣會對正常的生產過程產生影響。把不銹鋼材質應用到多效蒸發器中，會有很大的運行風險，可以把各種材質換為碳鋼襯鐵素體不銹鋼，這樣能夠很好的對腐蝕和開裂現象進行避免[4]。

4.3 表面處理

在對乙二醇進行生產時，所使用到的部分設備裝置不能夠進行材質升級，很容易出現沖刷腐蝕的現象，為了更好的對這一現象進行緩解和預防，要制定科學合理的措施，對材質表面進行處理，確保材質表面具備相應的抗腐蝕能力。在進行表面處理時，如果選擇了防腐涂料，那么要對涂層的溫度以及介質等相關因素進行考慮，如果所選擇的涂料不能夠符合施工要求，那么會導致表面出現腐蝕現象，從而發生脫落。

4.4 加強腐蝕監測

乙二醇在生產過程中需要對設備裝置的腐蝕情況進行檢測，在此過程中可以安裝相應的檢測設備，對于檢測系統進行科學合理的完善。在具體檢測過程中，要考慮到pH值、醛含量、鐵離子等相關內容。除此之外，還需要考慮到介質中含有的甲酸和乙酸等，要對這些酸性物質進行科學合理的研究，這樣能夠保證在制定防腐措施時具有相應的理論參考。對于容易發生腐蝕的裝置設備，要安裝在線腐蝕探針，這樣能夠很好的對關鍵部位進行探測，掌握設備的具體腐蝕情況，在此基礎上能夠制定科學合理的控制措施，最大限度的控制腐蝕現象。

5 結語

由以上可知，在進行化工生產時，乙二醇起到了非常重要的作用，各種化工原料在化工生產過程中得到了廣泛的應用和推廣，很好的促進了我國化工產業的發展。在對乙二醇進行生產時，往往會出現腐蝕現象，所使用到的設備，如果受到比較嚴重的腐蝕，那么會對乙二醇的生產產生很大的影響。所以對乙二醇的腐蝕和生產原理進行相應的探討是至關重要的，在此基礎上能夠針對腐蝕問題制定相應的措施，確保設備裝置的運行正常，從而提升乙二醇的生產效率和生產質量，進而滿足我國社會經濟發展的需求。