尿素生产中的腐蚀及防护 在尿素生产过程中，原料 CO2 、NH3 、甲铵和尿素的水溶液，原 料带入的硫化物、氯化物及生产过程中形成的碳酸铵溶液、稀氨水和 少量氰酸等都具有腐蚀性，特别是在温度 130℃～200℃、压力 150kg/cm2～250kg/cm2下的尿素—甲铵溶液对金属的腐蚀更为严重， 许多生产企业的尿塔等设备均因腐蚀问题进行过停车抢修。腐蚀问题 因其成为尿素稳定生产米乐 登录入口的严重障碍而日益受到重视。 1腐蚀机理 尿素—甲铵溶液对金属的腐蚀，主要是由于溶液中的氨基甲酸根 (COONH-2)为一种还原性酸根，能破坏不锈钢等金属表面的钝化膜， 使其产生活化腐蚀。近年来，通过红外分光光度的测定，证明了原料 NH3和 CO2在高温下合成尿素过程中因异构化而生成氰酸铵，后者分 解成游离氰酸： CO(NH2)2 = NH4CNO = HCNO + NH3 氰酸根(CNO-)也是一种还原性酸根，对金属表面的钝化膜也能产 生活化腐蚀。 还有学者认为，腐蚀是由溶液的 电化学反应和游离的碳酸根 (CO2-3)引起的。 2尿素设备腐蚀的主要形式及原因 2.1均匀腐蚀 均匀腐蚀的特征是金属表面失去光泽，变得非常粗糙。这种腐蚀 通常发生在温度较高、缺氧和甲铵浓度较高的尿素—甲铵溶液中以及 能生成甲铵冷凝液的气相中，如尿塔的中下部和保温不良的气相部分。 2.2 晶间腐蚀 表面看不出腐蚀迹象，这种腐蚀能破坏晶粒之间的结合力，造成 晶界断裂，使金属机械强度完全丧失，在应力作用下，金属会产生突 然的脆性破坏。不锈钢产生晶间腐蚀的原因通常可用贫铬理论解释。 不锈钢中最主要的耐蚀合金元素是铬，含铬量超过13%才有显著的耐 蚀性能。铬可形成固溶体，也可形成碳化物， 碳化铬的含铬量一般 超过70%，称为高铬相，高铬相的析出，会导致基体中含铬量的下降。 在高温条件下钢中的碳都能溶解到基体中，当钢材在400 ℃～850℃敏 化温度范围内停留时，由于碳的溶解度下降，碳便会从基体中晶界处 析出，附近基体中的铬原子从基体中扩散出来，与晶体中析出的碳原 子结合而成碳化铬。这样，周围形成了一层贫铬区和贫碳区。由于铬 原子比碳原子直径大，故碳的扩散比铬容易进行，所以贫碳区较快地 逐渐消除，贫铬区以外的铬却来不及向贫铬区及时补充，造成贫铬区 含铬量低于13%，致使耐蚀性下降许多。 在强腐蚀介质中，晶粒与 碳化铬成为阴极，贫铬区则成为阳极，由于贫铬区狭窄表面积小，形 成大阴极和小阳极作用，贫铬区成为阳极而被腐蚀。这种晶间腐蚀， 属电化学腐蚀，危害性最大。根据晶间原理，在尿素设备选材时应选 择含铬量高、含碳量低的不锈钢。 2.3缝隙腐蚀 由于积存在缝隙中或滞流区中的尿素—甲铵溶液中所含的氧逐 渐消耗，而新鲜的氧又不易通过或进行补充，造成缝隙中或滞流区的 溶液严重缺氧，对不锈钢产生活化腐蚀。缝隙腐蚀一般发生在设备和 管件的缝隙处，如设备内由螺栓连接的螺纹啮合部分，法兰的密封面 未焊透的焊缝处。 2.4应力腐蚀 由于溶液中含有氯离子和蒸汽或冷却水中所含的氯离子，引起尿 素设备产生应力腐蚀破裂。如某厂尿塔，由于检漏蒸汽中含有氯离子 引起不锈钢衬里产生应力腐蚀破裂。其原因主要是由于氯离子在衬里 外壁和外壳间的间隙中污垢下的浓缩以及不锈钢衬里承受由操作压 力引起的拉伸应力。 3生产操作及设备选材的防护对策 3.1氨碳比 NH3和 CO2合成反应的分子比为2，但尿素生产过程中，要加入米乐M6 m6米乐 过量 NH3 。 因过量NH3可抑制反应过程中氰酸根的生成，从而减缓 对衬里的腐蚀。反应式如下： NH3+H2O=NH+4+OH
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