电石乙炔法制氧乙烯系统的腐蚀

混合脱水



　　在乙炔净化和氯化氢合成工艺中，均会带入水分，由于水的存在，流程中的设备会产生盐酸腐蚀。乙炔与氯化氢经充分混合进行冷冻脱水时，其冷凝水分以40%的盐酸雾形式析出。混合气的含水量取决于冷冻温度下的40%盐酸溶液上的蒸汽分压。温度越低水蒸气就越低，混合气的含水量亦越少，可大大减轻后工序设备例如预热器、转化器的腐蚀。但是，温度过低会形成水化物的结晶。



　　通常采用列管式石墨换热器作为混合脱水的主要设备。为了避免水化物结晶影响石墨管的传热效率和堵塞管路，工艺上取脱水温度在-12~-16℃，混合气先在混合区中充分混合，混合温度为50℃，然后再进入列管式石墨换热器间接冷凝脱水。管程系0.06MPa的混合气，壳程为-35℃、0.3MPa的冷冻盐水。经冷凝至-12~-16℃，混合气会析出40%冷凝盐酸，沿石墨管内壁流至下封头汇集后流出。但该冷凝盐酸的大部分则会呈细微的“酸雾”（直径仅数个微米）悬浮于混合气中，带至下工序。



　　酸雾过滤



　　经冷冻脱水后的混合气中含水量控制的关键，在于盐酸雾的去除。由于该盐酸雾极细微，必须采用专门的气液相分离设备捕集。在酸雾过滤器中采用浸渍有憎水性的含氟有机硅树脂的玻璃棉，纤维直径控制在5~10μm，由于在其表面凝聚的酸滴易下流，因而不易被气流带走。通过酸雾过滤器夹套冷冻盐水冷却，仍使混合气流保持-12~-16℃的低温，便于水分、酸雾的过滤。



　　混合气预热



　　经酸雾过滤后的干燥混合气，在进入转化器前预先通过预热器预热至70~75℃，在工艺有利于转换器转化率的提高。



　　预热器存在的腐蚀，主要还是混合气中存在水分，水分来自这些：



　　1、混合脱水的列管式石墨冷凝器存在渗漏，有冷却水进入混合气中



　　2、酸雾过滤器的玻璃棉质量不合格，或已失效未及时更换，式细微酸雾被带至预热器



　　3、预热器系列管式结构，由于本身制造质量，在焊缝或胀管部位有水蒸气深入管内



　　氯化氢气体在含水量小于0.06%时，不存在盐酸腐蚀，当排出了列管式石墨冷凝器以及预热器本身的制造质量问题后，被带入的水分，只能来自于酸雾过滤器。混合气脱水的大部分工作在酸雾过滤器内完成，由于浸渍玻璃棉的有机硅树脂的耐盐酸性能较差，在使用一段时间后，玻璃棉被侵蚀后成玻璃纤维屑，而随混合气流带至预热器而沉积在管板与列管的焊接口或胀管部位，部分还被带至管内，造成列管堵塞。这样，含水的盐酸雾就会积聚，使预热器受到了盐酸腐蚀。



　　转化



　　乙炔和氯化氢的混合气体在HgCl2触媒（活性炭为载体）存在下，进行气相催化加成反应，生成氯乙烯。反应在转化器内完成，是电石乙炔法生产氯乙烯的主要设备。系钢列管式的换热器结构，钢管与管板采用胀管结构。



　　转化温度低于80℃，起始转化的热水预热温度为97~99℃，反应预热由热水带走。转化器的腐蚀亦缘自于混合气中的水分超标。它的富士产物FeCl4及其水解物Fe（OH）3还会堵塞转化器的列管及其出口管路，导致气流阻力急剧上升，触媒翻换困难。具体表现在转化器上有如下腐蚀现象：



　　1、在转化器上盖顶部存在冷凝酸液，将上官版外环腐蚀成沟痕



　　2、转化器上部气相分配盘被腐蚀，造成列管中触媒结块，系统阻力明显增加，最终导致列管腐蚀泄漏



　　3、管板胀管部位腐蚀、混合气中带入酸雾过滤器中的玻璃纤维屑，造成列管堵塞、腐蚀气孔



　　同时由于转化初期和后期的温差（97~180℃，约为80℃温差），而产生的温度差应力，造成转化器列管胀管部位的松动泄漏，亦会使管外的热水进入触媒层，接触混合气后产生盐酸腐蚀。