浅析聚甲醛装置设备的腐蚀和防腐措施

谢斌安(中海石油天野化工股份有限公司，内蒙古 呼和浩特 010000)

浅析聚甲醛装置设备的腐蚀和防腐措施

谢斌安(中海石油天野化工股份有限公司，内蒙古 呼和浩特 010000)

本文通过对聚甲醛装置设备的腐蚀情况的介绍，分析了各类影响腐蚀的因素，着重阐述甲酸对设备腐蚀的机理，并在此基础上提出了相应的防护措施。

聚甲醛；甲酸；防腐

1 装置概况

聚甲醛装置的原料主要是三聚甲醛、二氧五环、催化剂和丁缩醛，主装置内的设备和管线材质主要是以不锈钢为主，除了一些辅助系统部分设备和管线材质为碳钢外，包括塔设备的内件、出入口管线以及换热器管束大多为不锈钢材质。

2 设备腐蚀状况

自2009年投产以来，装置内的设备和管线频繁出现腐蚀泄漏事故，而主要的腐蚀泄漏都发生在甲醛溶液参与反应的单元。从腐蚀设备统计分析，主要发生腐蚀集中在工艺液浓度和流速变化较大、材质为不锈钢部位。2012年对主要设备进行了壳体、内件壁厚的检测，发现塔盘整体均匀减薄，同时对浮阀进行检测发现壁厚最薄处仅余1.5mm。

3 腐蚀原因分析

3.1 甲酸的腐蚀

新鲜的甲醛溶液腐蚀性比较小，但是在生成甲醛溶液过程中会产生微量的甲酸,以及后续单元中和甲醛反应产生三聚甲醛溶液、二氧五环等都会发生逆反应产生甲酸，甲酸为无色透明液体，有刺激性气味，能与水、乙醇、乙醚和甘油任意混溶，易燃、有较强腐蚀性。甲酸的类醛基结构使其具有还原性。而当操作温度达到100℃左右，温度正好达到了甲酸对设备腐蚀的环境温度，加速了腐蚀速率。

3.2 材料等级选择低

本装置内的塔、换热器、阀门、管线材质大多是不锈钢304的材质，材料等级选择低，不耐装置内介质的腐蚀。因而装置内的设备、阀门、管线腐蚀比较严重。虽然大多设备材质是不锈钢304但对于运行介质而言并不耐腐蚀，对于甲醛溶液参与反应单元的材料选泽要考虑甲酸的存在和介质运行的温度，甲酸较乙酸具有较为强烈的腐蚀性，00Cr17Ni14Mo2可在80℃以下任何浓度的甲酸中使用，高于此温度，只能在高性能奥氏体不锈、高Cr双相不锈钢中选择，见图1。

图1 几种常用不锈钢和耐蚀台金在甲酸中的等腐蚀图(等腐蚀曲线＜0.1mm/a)

从图1中分析即便是甲酸浓度在0左右，温度在100℃时材料316L的选择,也只能是一个临界点。从而可以得出结论当温度大于100℃时，只要有甲酸存在的介质就不能使用低于2507的材质。而本装置中大多设备材质为不锈钢304，有些设备内件材质为不锈钢316L,从而说明本装置部分设备的材料等级选择较低。

3.3 工艺操作的影响

聚甲醛装置是一个全新精细化工装置，而对于新工艺、新装置而言在工艺操作上还处于摸索和适应的过程，所以工艺操作难免造成超温、超压、工艺指标偏离等现象，间接的导致设备材料由于压力、温度、介质等因素的影响，超过材料本身使用范围导致材料整体失效而产生均匀腐蚀。

4 结论

（1）聚甲醛装置的腐蚀主要由于甲醛溶液中微量的甲酸引起的，当然也附带一些其它腐蚀介质如硫酸、碱液等，另外由于有些单元长期进行循环导致甲酸等腐蚀性杂质不断的富集，也加重了设备和管线腐蚀性。同时从现场实际发生腐蚀或泄露情况分析，腐蚀部位主要是在气液变化或是流速、液态发生较大变化的设备和管线。

（2）影响聚甲醛装置腐蚀主要因素包括温度、压力、流速。从发生腐蚀设备看，温度对设备和管道的腐蚀影响最大，所有腐蚀比较频繁的设备操作温度都在100℃以上，特别是塔类设备内件和筒体都受到不同程度的腐蚀，严重的腐蚀速率都达到1.5mm/a左右。

5 防护措施

5.1 材料升级

从目前聚甲醛装置泄漏和腐蚀设备管线材质分析得知，有些设备材料应该升级。特别是操作温度在100℃以上，介质中存在微量甲酸溶液的设备必须采用2507等级以上材质，才能保证设备的正常使用。

5.2 优化工艺操作

对防腐而言优化工艺操作是减少腐蚀的最有效的的手段。当设备和管道的基本状况无法改变时，只有通过优化工艺操作的温度、压力、介质成分来预防腐蚀。

5.3 加强腐蚀的监测

加强腐蚀监测对设备和管线内部的腐蚀情况进行控制，避免因设备损坏而引起计划外停车，同时可以更好地安排检修工作，抓住重点、解决问题，减轻检修期间检查的工作，缩短停车检修时间同时有效的腐蚀监测能够更好的揭示腐蚀过程。在检测过程中应该进行化学分析、挂片监测、管道测厚检测、设置在线检测等，最大限度的降低腐蚀带来的危害。

6 结语

聚甲醛装置腐蚀和防护的研究和探讨是一项深入细致的工作，需要我们在实践中不断摸索，不断积累经验，同时也需要和同行交流经验和学习好的做法。只要大家不断努力，聚甲醛装置设备的防腐工作在不久将来一定能取得好的成果。

[1]《腐蚀与防护手册》，天华化工机械及自动化研究设计院著，2009.

[2]《石油化工设备防腐蚀技术》，王巍著，化学工业出版社，2011.

[3]《实用防腐蚀工程施工手册》，涂湘湘等著，化学工业出版社 2000.

[4]《腐蚀失效分析案例》，赵志农著，化学工业出版社，1978.