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江苏索普集团采用了甲醇羰基化合成技术生产醋酸,该技术工艺条件较为苛刻,对设备材质的耐蚀性能要求较高。材料的耐蚀性对化工设备、装置的安全、稳定运行至关重要,由于该工艺技术在索普首次使用,对各种需要使用的金属材料耐蚀特性无使用经验,这些材料能否可靠使用,如何修复,都是需要提前考虑的问题。因此本论文是在对醋酸生产工艺充分了解的情况下,参照有关文献以及国外相同工艺条件选用材料的经验,着重对生产现场设备,采用挂片方法验证所选材料包括锆、哈氏B-2、哈氏B-3、哈氏G-3等四种进口材料在装置中的耐蚀性能及事故后的维修方法的可行性,积累该类材料在实际工况中耐蚀性能数据。
索普醋酸工程一期装置共有十九台设备分别采用哈氏B-2、哈氏G-3、锆金属进行制造,十九台特材设备中有十五台从NOOTER进口,另四台设备:闪蒸罐(材质为哈氏B-2合金),汽提塔(材质为哈氏G-3合金),再生塔(材质为哈氏G-3合金),初分塔(材质为锆)由五二四厂制造。这些设备投入运行后的腐蚀状况,国内还没有明确的认识。因此,在设备投入运行后对设备腐蚀情况的了解,确定正确的设备维修工艺以及控制修复质量等均有一定的困难。进行必要的挂片试验和进一步的试验室试验是解决这些问题的最有效的途径。
通过现场挂片试验可以了解工程规范中所规定的试验室检验指标与相应设备的醋酸生产中所产生的腐蚀之间的对应关系;掌握设备在生产运行中的腐蚀状态;预测哈氏B-2,哈氏G-3设备在实际生产运行中对晶间腐蚀和应力腐蚀敏感性的大小;确定哈氏B-2、哈氏G-3设备及管道修复时采用的焊接工艺。验证锆焊缝背面水冷焊接工艺的可行性。
挂片试验考虑了如下几个问题:
(1)保证设备的安全性,同时不妨碍生产正常运行。
(2)保证试验数据准确可靠,能反映设备的真实腐蚀情况。
(3)经济实用。
考虑到三种材料在醋酸生产工艺中均有产生晶间腐蚀和应力腐蚀的可能性,挂片试样分为带焊缝的无应力试样和带焊缝的全变形应力试样。
通过挂片试验得出如下结论:
锆、镍基合金的开发利用,推动了甲醇、羰基化合成醋酸工业生产的发展,是很好的高级耐蚀金属,挂片试验发现,锆在主反应器及初分塔中的使用是非常成功的,哈氏B-2、哈氏B-3材料在闪蒸罐内亦未见任何腐蚀倾向,哪怕是粗晶板,哈氏G-3材料在再生塔部位出现明显均匀腐蚀和局部腐蚀,应考虑用其他材料逐步取代。