尿素合成塔腐蚀及应对措施探究

安军 王富德 毛晓升（青海盐湖工业股份有限公司，青海格尔木816099）

尿素合成塔腐蚀及应对措施探究

安军 王富德 毛晓升（青海盐湖工业股份有限公司，青海格尔木816099）

尿素合成塔是一种尿素合成装置，通常需要在高压及高温的条件下生产，在实际的尿素生产过程中，会产生一定的腐蚀情况，这对尿素合成塔设备的损害较大，不利于尿素生产和企业的经济发展。本文主要对尿素合成塔腐蚀的成因进行分析，并就青海盐湖工业股份有限公司（以下简称“青海盐湖工业”）的应对措施进行讨论，以期为尿素合成塔的防腐蚀措施提供有益的思路和借鉴。

尿素生产；尿素合成塔；腐蚀成因；应对措施

尿素是一种化学氮肥，通常是由氨气及二氧化碳在高温及高压的条件下合成的。而尿素合成塔作为一种尿素的合成装置，其运行状况对尿素的安全、长效生产会产生比较大的影响。当尿素合成塔腐蚀情况严重时，有可能造成装置的泄露，严重情况下可能导致尿素的停产甚至员工伤亡情况，为企业带来损失，也会影响员工的人身安全。因此，有效的防腐蚀措施，是尿素安全生产的必要条件。

1 尿素合成塔腐蚀状况的成因

1.1 工艺介质影响下的合成塔腐蚀情况

在高温、高压的条件下，尿素合成塔内的氨气（NH3）及二氧化碳（CO2）在合成尿素（CO(NH2)2）的同时，也会产生氨基甲胺，这种物质受到温度与气压的影响，具有高腐蚀的特性。同时，尿素生产过程中，也会产生氰酸及氰酸铵，这两种物质会同水发生化学反应，产生氰酸根（O→C≡N），高还原的氰酸根，会同尿素合成塔内部的氧化表面产生化学反应，腐蚀尿素合成塔。

1.2 温度变化影响下的合成塔腐蚀情况

在温度变化的影响下，化学介质会对尿素合成塔内部的不锈钢表面产生不同程度的影响。在尿素生产企业中，合成塔内部衬里材料为316L,其应用较为广泛，这种合成塔内部温度降低时，其不锈钢表面会产生钝化反应，这时化学介质的腐蚀会放慢；当合成塔内部温度上升至190℃以上时，其内部的氧含量会急剧下降，化学介质的腐蚀性大幅度增强。

1.3 氧含量浓度变化影响下的合成塔腐蚀情况

对于尿素合成塔而言，其内部的氧含量变化会在一定程度上影响设备内部表面的抗腐蚀性。当氧含量不足时，就不易产生防腐蚀效果较好的钝化膜，在化学介质的腐蚀下，尿素合成塔内部的氧化膜会很快地被腐蚀掉；当氧含量足够时，氨气与二氧化碳在一定条件下产生的氨基甲胺会加速产生还原反应，改变合成塔内部溶液的性质，合成塔内部的氧化反应增强，会降低化学介质对于合成塔设备内部的腐蚀作用。

1.4 硫化物影响下的合成塔腐蚀情况

尿素的合成需要氨气与二氧化碳，而二氧化碳中具有一定的硫化物含量，包括有机硫化物及无机硫化物，这些硫化物具备一定的还原性，在一定的条件下，硫化物在尿素合成塔内部会同其他化学介质产生氧化还原反应。例如，有机硫在尿素合成塔内部，同水发生水解反应，产生硫化氢与二氧化碳，即COS+H2O=H2S+CO2。硫化氢在尿素合成塔中，同水发生化学反应，会加速合成塔的腐蚀效果。

2 尿素合成塔的防腐蚀措施探讨

青海盐湖工业在日常的运营生产过程中，通过合理的防腐蚀手段，对尿素合成塔进行腐蚀的预防产生了非常好的效果，综合以上对尿素合成塔腐蚀情况产生原因的描述，结合实际生产中所常用的方法，整理防腐蚀措施如下：

（1）安排检修队伍，对尿素合成塔设备进行定期检查，制定合理有效的检查方案，寻找是否产生腐蚀及泄露情况，并定期检视检漏孔是否通畅，严格记录在案。一旦发现腐蚀严重造成的设备泄露问题，则停产进行设备修整。设备开车运行的过程中，检漏孔产生泄露情况，表明设备内部已然发生腐蚀现象，需要对泄露的物质进行分析，以分析其设备的腐蚀情况。同时，对所生产的尿素进行检视，当尿素呈现出红色时，则尿素合成塔内部发生腐蚀情况，且问题严重，这时就需要进行及时的停车修整。

（2）当尿素合成塔内部温度高于190℃时，尿素合成塔发生腐蚀的概率会大大增强，因此在日常的生产过程中，应当将尿素合成塔内部的温度合理控制在190℃以下，并控制压力系统，使压力低于14.8MPa。设备的开车运行过程中，可以适当地调整氨气与二氧化碳的比例，将其限定在3.0—3.2的区间之内，从而降低水体与二氧化碳的比例。可以适当增加设备内部的氧含量。一般而言，尿素生产时，尿素合成塔中的氧含量达到0.6以上，才能够实现316L衬里材料所需要的钝化效果[1]。

（3）严格按照操作流程与生产标准工作，严格把控设备内温度及气压的变化，从而尽量避免设备腐蚀情况的出现，也避免因过快升温导致的设备膨胀，损坏尿素合成塔。

除此之外，需要严格控制尿素合成塔内的硫化物含量，确保其在安全的范围之内，以减少设备腐蚀的可能性。同时，尽可能缩短设备停车之后的封塔时间，将其限定在24小时之内。

对尿素合成塔腐蚀情况的预防，需要详尽分析其腐蚀的成因，并有针对地运用对应的技术手段，才能从根本上解决尿素合成塔的腐蚀问题。综合以上原因进行分析，青海盐湖工业从产品原料的参数比例上，进行了合理的控制，有效地减少了尿色合成塔腐蚀情况的发生[2]。

3 结语

在尿素生产的过程中，需要在高温及高压的环境下使氨气及二氧化碳发生反应，其生产设备主要依靠尿素合成塔。然而在尿素合成塔的开车运行生产过程中，受到化学介质、温度变化、含氧量变化及硫化物的含量等因素的影响，会产生设备内部腐蚀情况，这就需要在生产开车的过程中，合理控制环境参数，并定期进行设备的检查与修复，以此减少尿素合成塔腐蚀现象的发生。

[1] 白文斌.尿素合成塔的腐蚀及检修[J].化工设计通讯, 2013,(03):61-64.

[2] 张生彪.尿素合成塔腐蚀及应对措施探究[J].现代商贸工业,2011,(19):268.