李苏军， 罗正兰
（重庆飞华环保科技有限责任公司，重庆401221）
［摘 要］双加压法稀硝酸装置生产中，材料的腐蚀极为突出，材料的选择正确与否直接关系着系统的安、稳、长、满、优运行。针对重庆飞华环保科技有限责任公司及相关企业双加压法稀硝酸装置中出现过的设备腐蚀问题，结合系统工艺流程与实际生产情况进行原因分析，认为吸收塔腐蚀主要源于Cl-腐蚀、酸腐蚀，特材换热器腐蚀主要源于再沸现象及设备选材等，氧化炉炉管的腐蚀主要源于冷凝酸腐蚀及设备选材，并提出了一系列应对措施。
［关键词］双加压法稀硝酸装置；吸收塔；特材换热器；腐蚀；原因分析；应对措施
［中图分类号］TQ111.26 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2020）05-0021-04
0 引 言
重庆飞华环保科技有限责任公司（简称飞华环保公司）270 kt/a稀硝酸装置是BASF重庆MDI一体化项目系列生产装置之一，采用西班牙TR公司开发的双加压法硝酸工艺，即中压氧化（氧化压力0.45 MPa）、高压吸收（吸收压力1.1 MPa）。双加压法稀硝酸装置生产运行中，设备腐蚀现象极为突出，设备材料的选择直接影响着系统的安、稳、长、满、优运行。飞华环保公司在稀硝酸装置建设之初，汲取相关企业的经验教训，在极易出现腐蚀的工艺气氧化及工艺气吸收两大环节采用了先进的2RE10特材和S30403不锈钢，极大地降低了设备的腐蚀。以下对有关情况作一简介。
1 双加压法稀硝酸装置工艺流程简述
飞华环保公司双加压法稀硝酸装置工艺流程框图见图1。由界区来的原料液氨经氨蒸发系统过滤、蒸发、加热后，与四合一机组加压至0.35 bar的空气在氨空混合器中混合，一同进入氨氧化炉进行氧化反应，生成的氧化氮气体经蒸汽过热器、蒸发器回收热量后温度降至383 ℃左右，然后流经串联的尾气过热器、省煤器、尾气加热器、低压反应水冷器（即图1中的低压水冷凝分离器，各企业称谓不一，但通常指的是同一设备），其中部分氧化氮气体在低压反应水冷器内冷凝成稀硝酸（浓度34%，简称冷凝酸）；冷凝酸在工艺气分离器内与氧化氮气体分离，分离冷凝酸后的氧化氮气体进入氧化氮压缩机，被加压至0.98 MPa，再经锅炉给水加热器、尾气预热器、高压反应水冷器（即图1中的高压冷凝器，各企业称谓不一，但通常指的是同一设备）冷凝至48 ℃左右后进入吸收塔底部，气相中的NO2被吸收塔中的水吸收而生成硝酸，并与工艺气分离器分离出来的冷凝酸混合而形成60%的硝酸，稀硝酸经漂白塔吹出其中溶解的氧化氮气体后，最终送至BASF生产装置使用。
2 系统内存在的腐蚀问题
2.1 吸收塔第10块塔盘冷冻水盘管泄漏
双加压法稀硝酸装置中设备腐蚀主要存在于尾气预热器、省煤器、尾气加热器、低压反应水冷器、锅炉给水加热器和高压反应水冷器这6台换热器（均为卧式换热器）以及吸收塔等设备。2019年6月飞华环保公司稀硝酸装置运行期间吸收塔第10块塔盘冷冻水盘管泄漏，腐蚀性介质不仅使吸收塔第10块塔盘冷冻水盘管腐蚀穿孔，而且由于冷冻水管网pH在线分析仪故障致使冷冻水管外管也腐蚀穿孔，严重威胁着主氨蒸发器（E0101）的安全运行，因为主氨蒸发器换热管为碳钢材质，其换热介质就是与吸收塔304L换热管相连的冷冻水，一旦吸收塔塔盘泄漏未能及时发现，工艺介质漏入换热管，极易造成主蒸发器换热管的腐蚀。
2.2 设备用材带来的腐蚀问题
据了解，某企业的低压反应水冷器、高压反应水冷器采用传统的304L不锈钢材质，运行中由于列管腐蚀穿孔、管板晶间腐蚀严重等问题分别于2018年和2019年期间进行了设备整体更换，损失巨大。而飞华环保公司尾气预热器、省煤器、尾气加热器、低压反应水冷器、锅炉给水加热器和高压反应水冷器这6台换热器均采用Sandvik提供的2RE10特材制作，具有优良的抗腐蚀性能；自2015年1月17日系统首次开车运行以来，仅省煤器（E0107）进口管口处出现少量明显的坑蚀迹象。
2.3 吸收塔部分塔盘可能存在Cl-腐蚀
2019年10月，飞华环保公司在根据下游用户的要求提高硝酸浓度的运行过程中，发现吸收塔塔盘上硝酸的浓度梯度发生了明显变化，常规的23%～35%硝酸浓度区间由设计的6～11块塔盘升至9～15块塔盘，Cl-的富集区也随之上移至9～15块塔盘，这使得设计制造中并没有排氯管线的12～15块塔盘存在Cl-腐蚀的可能性极大。
3 吸收塔及各换热器腐蚀诱因
3.1 吸收塔腐蚀诱因
更多内容详见《中氮肥》2020年第5期