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循环水系统铜腐蚀原因分析与解决措施点击：2237 日期：[ 2014-04-26 22:21:27 ] |
| 循环水系统铜腐蚀原因分析与解决措施 张文广 （ 河南神马尼龙化工有限责任公司， 河南 平顶山 ４６７０１３） 摘要： 河南神马尼龙化工公司循环水系统在日常监测时， 发现铜挂片腐蚀速率达 ０．０１４ ｍｍ／ａ， 超标 ２ 倍； 随后循环水水质恶化。经水质检测， 挂片试验和对可疑换热器的重点跟踪， 最后确定是由于 ２＃ 己二胺 Ｅ３２５ 换热器泄漏所为。在未确定原因之前， 对循环水进行置换， 投加铜缓蚀剂和加大投药量， 减少加氯频率， 可减轻循环水对设备的腐蚀程度。 关键词： 循环水； 物料泄漏； 水质稳定； 己二胺； 铜腐蚀 中图分类号： ＴＵ９９１．４ 文献标识码： Ｂ 文章编号： １００９－ ２４５５（２００７）０３－ ００６４－ ０２ 河南神马尼龙化工公司年产 １０ 万 ｔ 尼龙 ６６盐。循环水系统由 ８ 套化工装置、热电装置、空分装置和制氢装置的共计 ８００ 余台碳钢、不锈钢和铜换热器组成。循环冷却水量 １１ ０００ ｔ／ｈ 左右， 压力不小于 ０．４ ＭＰａ、温度不超过 ３２ ℃。自 １９９８ 年投入运行以来， 系统运行一直很稳定， 各项水质指标均控制在规定范围内， 未发生设备腐蚀、结垢和粘泥故障， 从监测挂片的分析数据看， 铜材腐蚀率一般控制在 ０．００２ ｍｍ／ａ 以下（ 平均为 ０．００１ ２ ｍｍ／ａ） ，细菌总数控制在 １８ ０００ 个 ／ｍＬ 以下（ 平均为 １ ５２６个 ／ｍＬ） ， 而 且 从 ２００１ 年 ８ 月 、２００３ 年 ４ 月 和２００５ 年 ５ 月 ３ 次大修拆开的换热器看， 循环水侧壳管和换热器封头呈轻微结垢， 表面光滑无粘泥，水质处理效果十分理想。２００５ 年 １２ 月的日常监测挂片分析， 发现铜挂片腐蚀严重， 经查找原因， 及时采取有效措施， 确保了设备的安全运行。 １ 原因分析 ２００５ 年 １２ 月 １４ 日取出循环水系统监测挂片分析后发现， 铜挂片有较大的腐蚀， 挂片表面布满白色腐蚀产物， 分析其腐蚀率达 ０．０１４ ｍｍ／ａ， 已经超过 ０．００５ ｍｍ／ａ 的国家标准近 ２ 倍， 和 １０ 月份、１１ 月份的挂片腐蚀率分析值相比， 有很大的升高。２００５ 年 １１ 月初曾发生碳酸丙烯脂泄漏， 由于发现和处理及时未造成大的影响， 而本次挂片问题的出现， 我们分析认为和碳酸丙烯脂泄漏没有关系， 因为在 ２００３ 年年底时也发生了一次泄漏， 当时只是碳钢挂片腐蚀严重， 铜挂片腐蚀却没有超标， 因此判定可能是其它物料泄漏造成。１２ 月 １６日， 循环水水质进一步恶化， 主要表现在浊度上升、碱度下降、水池内出现大量白色泡沫， 水的颜色也稍有变黑。 １．１ 对各装置进出口循环水取样分析 对 １＃、２＃ 己二胺装置、己二酸装置、环己醇装置、硝酸装置、制氢装置的进出口循环水进行取样分析， 由于 ２＃ 己二胺装置是 ２００５ 年 ９ 月份投产的， 而后就出现了水质恶化事故， 因此本次排查的重点放在 ２＃ 己二胺装置， 分析项目定为 ＣＯＤ、ｐＨ值、ＮＨ３－ Ｎ（ 由于痕量己二胺国内无法进行分析，暂定分析 ＮＨ３－ Ｎ， 根据 ＮＨ３－ Ｎ 的变化来定性己二胺的泄漏情况）， 分析结果见表 ２。 上述分析结果表明， 系统并未发现有明显的泄漏， 但 ２＃ 己二胺稍有异常。 １．２ 铜挂片腐蚀产物和循环水铜离子分析 对铜挂片上的附着物进行了定性分析， 分析结果显示： 腐蚀产物中铜的质量分数为 ５０％ 以上，确属铜腐蚀。但对循环水的铜离子进行分析， 发现其质量浓度却在 ０．１ ｍｇ／Ｌ 以下， 由此判断系统中铜换热器并未大面积腐蚀。 １．３ 挂片试验 配制了己二胺溶液、环己醇溶液、己二酸溶液、氨水溶液、己二胺废液， 质量分数均为 １％，内放置处理后的铜挂片， 经近 ２４ ｈ 的观察， 发现氨水溶液和己二胺溶液对铜挂片的腐蚀严重。 １．４ 再次查漏 根据一厂、二厂和四厂上报的循环水换热器分布情况， 对己二胺、硝酸和制氢装置的换热器进行了排查， 结果如表 ３。 由表 ３ 看出， ２＃ 己二胺 Ｅ３２５ 和硝酸装置的Ｅ１０７ 可能存在问题， 因此， 对上述 ２ 台换热器进行了复查， 结果如表 ４。 由表 ４ 看出， ２＃ 己二胺 Ｅ３２５ 换热器有泄漏现象， 为了进一步确认， 又对该换热器进行了跟踪分析， 结果如表 ５。 由此， 我们最终断定 ２＃ 己二胺 Ｅ３２５ 换热器有泄漏， 而且泄漏量有加大的趋势， 通过对该换热器的分析， 该换热器材质为碳钢， 循环水量为 ７０ ｔ／ｈ， 物料主要为乙醇和己二胺蒸气， 压力为 ２．３ＭＰａ， 比循环水压力高出 ２ ＭＰａ， 如不及时处理，巨大的压差将使泄漏量越来越大。而己二胺的泄漏也和挂片的试验结果非常吻合。 ２ 处理措施 ２．１ 循环水系统应急处理 此次物料泄漏对循环水系统的影响非常大， 腐蚀损害已无法恢复， 通过采取如下应急措施来控制其进一步腐蚀： ① 加大补排水， 置换循环水； ② 增大药剂投加量， 提高总磷指标（ 由 ５ ～６ ｍｇ／Ｌ 提高至 ６ ～７ｍｇ／Ｌ） ； ③ 投加铜缓蚀剂； ④ 减少加氯频率（ 由 ３次 ／ｄ 改为 ２ 次 ／ｄ）。 ２．２ 换热器处理 由于泄漏量在不断加大， 对 ２＃ 己二胺装置进行了停车处理， 检修换热器， 消除漏点。 ３ 结论 在此次事故处理中， 成功地查找出了泄漏的物料种类和泄漏点， 通过对循环水系统的水质进行紧急调整， 有效地减缓了系统的铜材腐蚀， 使铜挂片的 腐 蚀 率 由 查 找 前 的 ０．０１４ ｍｍ／ａ 下 降 至 ０．００２ｍｍ／ａ。且使循环水系统的水质在短期内恢复了正常， 保证了公司的长周期稳定运行。但不足的是只是定性地找到了己二胺泄漏对铜材有较强的腐蚀性， 而具体己二胺的浓度达到多少会对铜材造成影响， 我们将继续研究。 |
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