摘要：尿素设备腐蚀是绝对的，但腐蚀速度是相对的，只要我们不断探索、不断总结，在操作中注意控制，严格检修规范、操作制度，在停车封塔时注意保护，尿素设备的腐蚀问题就能够得到减缓，尿素设备的使用寿命就能够得以延长，以确保安全生产。
关键词：工艺运行角度；分析；尿素；生产设备；腐蚀原因；防范
1尿素生产的腐蚀机理
1.1中间产物的化学性腐蚀
1.1.1氨基甲酸根的腐蚀
尿素生产中 CO2 -H2O 物系、NH3-H2O 物系、Ur-H2O 物系单独对不锈钢材料不发生腐蚀。但当 CO2-H2O 和 NH3-H2O 混合后，在高温（温度＞ 140℃）、高压下，对不锈钢有强烈的腐蚀性。这是因为：
2NH3 +CO2 +H2O→ NH4COONH2+H2O NH4COONH2+H2O→ NH ++COONH2-+H2O
氨基甲酸根 COONH - 呈还原性，能阻止钝化型金属表面氧化膜的生成，使金属产生活化腐蚀。介质中甲铵浓度越高，其腐蚀性越强； 温度越高，其腐蚀性越大。
1.1.2氰酸根（CNO- ）的腐蚀
在高温下尿素水溶液中存在着下列尿素异构化反应： NH2CONH2=NH4CNO=NH ++CNO- 氰酸根（CNO-）具有强烈还原
性，使钝化型金属在其中不易形成钝化膜而出现严重的活化腐蚀。
1.1.3形成氨的络合物腐蚀
在高温高压下，尿素甲铵液中的氨会与不锈钢中的许多元素氧化物形成络合物，氧化镍、氧化铬和氧化铁在氨水溶液中溶解与氨生成 络合物，从而破坏不锈钢表面的氧化膜，失去了钝化膜，呈现出活化 腐蚀。
1.1.4形成羰基化合物腐蚀
不锈钢在尿素甲铵液中由于与介质发生了羰基化反应，生成了金属的羰基化合物 Mem（CO）n。镍较易形成羰基镍。从而金属自身溶解于介质中而出现腐蚀。
2尿素生产中设备腐蚀的防范措施
2.1严格控制操作温度
超温对设备的加速腐蚀是比较明显的，超温幅度愈大，设备腐蚀速率增加愈快；超温时间愈长，设备腐蚀愈严重。因此，在正常生产中， 必须严格控制设备的运行温度。一般情况下，尿素合成塔的最高温度不宜超过 190℃，钛材尿素汽提塔的温度不宜超过 207℃。
2.2选用金属材料
尿素设备用材普遍所采用的是不锈钢，但是钛在尿素甲铵溶液中的耐蚀性很好，尽管钛设备比不锈钢设备一次投资费用高，但是它的 使用寿命长。随着对钛设备设计制造技术和质量的提高，钛制尿素设 备会有更广的应用。总之尿素用材不锈钢的发展趋势为：其中的含碳 量趋于下降 , 含铬量趋于提高 , 含镍量趋于下降 , 并发展复相钢提高抗局部腐蚀的能力。
2.3严格控制系统的加氧量
系统加氧量不足时，就会导致钝化膜防腐效果不好，出现缺氧腐蚀；系统加氧量过大时，尾气放空量增多，系统的氨损失增加。所以， 正常生产中以控制正常指标的中等偏上为宜。在设备的运行初期，系统加氧量以控制指标的上限为宜，待设备运行几个小时以后，再逐渐适当降低系统的加氧量。在系统在运行过程中如果出现钝化空气中断， 而且在短时间内( 一般不超过 10 min) 不能恢复时，应做紧急停车处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.4系统氨碳比、水碳比的控制
系统在高氨碳比、低水碳比的状况下运行，有利于减缓设备的腐蚀，所以，从保护设备的角度而言，在生产控制中，系统的氨碳比应 尽可能控制在指标的上限运行，系统的水碳比尽可能控制在指标的下线运行。
3腐蚀控制措施
3.1严格控制操作温度
超温对加速设备的腐蚀的影响是比较严重的。超温幅度愈大设备腐蚀速率增加愈大；超温时间愈长，设备腐蚀愈严重。因此，正常生 产中，要严格控制设备的运行温度，尽量避免超温现象的发生。若运
行中发现系统出现超温，要及时进行调整，将温度控制到正常指标范 围。一般高压汽提塔出液温度控制小于 200℃，尿素合成塔出液温度应在 190℃以下。
3.2加入防腐空气要适宜
在二氧化碳气中加入足够的氧，保持液相中的溶解氧，是防止设 备腐蚀的重要措施。氧的作用不仅在于形成钝化膜，而且还起到保持 稳定钝化膜的作用。系统加氧量不足，会导致钝化膜形成不好，出现 缺氧腐蚀；系统加氧量过大，尾气放空量增多，系统的氨损失增加。因此，正常生产中氧的体积分数控制在正常指标 0.4% ～ 0.6% 范围之内。在停车前期，应适当增加进入系统的氧含量，保证停车封塔期间 所需的氧气消耗。系统开车初期，金属表面呈现活化状态，是钝化膜 处于重新形成和逐渐恢复的过渡时期，在此期间，系统的耗氧量应相 对增加。因此，设备开车初期，系统加氧量以控制在指标的上限为宜， 待设备运行几小时以后，再逐渐适当降低系统的加氧量。
3.3氨碳比和水碳比的控制
系统在高 NH3/CO2 比，低 H2O/CO2 比的状况下运行，有利于减缓设备的腐蚀。因此，在生产控制中，从保护设备的角度而言，系统的NH3/CO2 比应尽可能控制在指标的上限运行，系统的 H2O/CO2 比应尽 可能控制在指标的下限运行。
3.4加强保温
应特别重视高压设备的整体保温工作。设备的金属吊耳、支柱、 人孔等的保温往往被忽视，易造成露点冷凝腐蚀，所以应加强设备的 整体保温。
3.5停车期间的腐蚀控制
停车封塔期间的设备防腐蚀控制也比较重要，如果操作和维护不 当，一次停车给设备造成的腐蚀，有可能比正常运行几个月时间产生 的腐蚀都严重。因此，掌握好停车期间设备减缓腐蚀的方法和措施， 对保护尿素高压设备是非常重要的。
3.5.1停车期间系统氨碳比的控制
由于高的 NH3 /CO2 比可以减缓设备的腐蚀，因此，在停车前或停车时，适当增加系统氨的加入量，有利于停车封塔期间设备的防腐。 计划停车时，可以在停车之前适当提高送入系统的氨量，以提高系统停车期间的 NH3 /CO2 比。紧急停车时，只要不是因高压氨泵引起的系统停车，可以在停车封塔时，适当延长氨泵向系统的送氨时间，以提高停车封塔期间系统的 NH3/CO2 比。
3.5.2停车期间系统水碳比的控制
由设备腐蚀的影响因素可知，系统 H2O/CO2 比愈高，介质对设备的腐蚀性愈强。因此，停车期间应尽量减少系统的水量，以降低系统的 H2O/CO2 比。具体操作控制方法如下。
（1）停车前，如果是计划停车，可以适当减少系统的加水量，从而达到降低系统H2O/CO2 比的目的。
（2）停车期间设备和管道冲洗时，应尽量减少冲洗时间和冲洗频 率，以减少封塔期间系统的外加水量。
结束语导致尿素设备腐蚀的影响因素很多，虽在实际生产中选用 了不同型号的不锈钢材料，基本解决了腐蚀问题，但是在设备的结构 设汁、制造加工工艺、生产过程中工艺参数的控制、设备的维护及检 修等方面偶有不妥之处，导致实际生产中设备、材料的腐蚀仍有发生。
参考文献
[1]张聪 .CO_2 汽提法尿素生产工艺中设备腐蚀问题分析 [J]. 化工设计通讯,2019,45(05):10+13.
[2]王耀 .CO_2 汽提法尿素生产工艺中设备腐蚀问题探讨 [J]. 中国新技术新产品,2016(05):61.
[3]吕丙航, 王俊凯, 刘淑霞. 尿素生产中高压设备腐蚀原因分析及预防[J]. 中氮肥,2012(02):58-60.
论文作者:刘伟伟, 陈学东
论文发表刊物:《建设者》2019年20期
论文发表时间:2020/1/3
标签：尿素论文; 设备论文; 系统论文; 氧量论文; 指标论文; 羰基论文; 温度论文; 《建设者》2019年20期论文;