[发明专利]一种水煤浆气化工艺原料气冷凝液防腐蚀方法及其装置

说明书

技术领域

一种水煤浆气化工艺原料气冷凝液防腐蚀方法及其装置，属于化工防腐技术设备领域。

背景技术

水煤浆气化工艺生产氢气、一氧化碳原料气过程中需要将造气或变换时产生的二氧化碳、硫化氢、氢氰酸等酸性气体和氨等有害杂质去除。一般工艺是在原料气饱和状况下先冷却析出冷凝水到常温，然后进行低温甲醇洗等酸性气脱除。冷凝液中由于溶解了大量的NH₃、CO₂、HCN、H₂S等杂质而具有腐蚀性，特别是在回收冷凝液重复使用的过程中采用汽提工艺除去有害气体流程的，在汽提塔顶冷却回流时会造成碳钢、不锈钢等材料腐蚀减薄，影响管线、阀门、机泵机封、叶轮、壳体的频繁损坏，难以长周期运行。

水煤浆气化工艺生产氢气、一氧化碳原料气是近几年在国内逐步采用的先进工艺，比较碎煤、粉煤气化工艺有成本低、效率高、投入少、环保、稳定等优点。目前回用冷凝液的腐蚀问题比较普遍，但由于冷凝液中成份复杂、机理不明、处理费用高等问题，国内没有解决腐蚀问题的方法可以借鉴。

煤化工生产过程中，煤中的硫化物、氮化物要在氧化反应、还原反应及变换反应。除产生一氧化碳、二氧化碳、氢气等产物外还会生成H₂S、NH₃和HCN等复杂的副产物，H₂S-HCN-NH₃-H₂O等物质或它们之间的反应产物会使设备本体、密封元件、仪表阀门、管道材料等厚度减薄和局部腐蚀穿孔鼓泡、开裂等形式的氢脆。加入油溶性的米唑啉缓蚀剂可以在湿热的条件下对不锈钢等金属材料有较好的缓蚀性能。由于目前煤化工系统化学腐蚀的研究尚处于起步阶段，腐蚀的严重性正不断引起生产企业的重视。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种水煤浆气化工艺原料气冷凝液防腐蚀方法及其装置，防腐蚀效果好，可有效处理水煤浆气化工艺冷凝液腐蚀的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水煤浆气化工艺原料气冷凝液防腐蚀方法，其特征在于：

1.1水煤浆经脱硫得到冷凝液后进入汽提塔进料加热器；

1.2在汽提塔进料加热器与汽提塔水冷器之间加注油溶性缓蚀剂，加注量为冷凝液中加注相对水量的20~40ppm；

1.3冷凝液与油溶性缓蚀剂在管路混合后进入后续气化工艺。

油溶性缓蚀剂是成膜型缓蚀剂，避免介质直接与设备接触，延长设备及管线的使用周期。同时缓蚀剂沸点较高不易挥发，对去酸性气体回收无影响，缓蚀剂性质稳定且注入量相对水量较少，对气化脱氧槽、污水处理没有影响。

优选的，所述的油溶性缓蚀剂加注量为冷凝液中加注相对水量的30ppm。

优选的，所述的油溶性缓蚀剂为油溶性中和缓蚀剂。

所述的油溶性中和缓蚀剂为烷基咪唑啉衍生物（间二氮杂环戊烯）。优选，苯并三唑十八胺、苯并三唑三丁胺、2-胺乙基十七烯基咪唑啉、2-三乙胺基十七烯基咪唑啉、2-多乙胺基十七烯基咪唑啉的单一组分或两种及两种以上的任意比例混合物。

所述的油溶性缓蚀剂的实际注入量根据分析系统中的铁离子含量进行调整，铁离子含量越高加入缓蚀剂的量越大。

含有的羧基和多个氮原子上的电子对可以和铁原子形成配位键，即在金属表面强烈吸附，形成一层致密的疏水保护层，阻碍了与腐蚀反应有关的电荷和物质的转移，同时兼有深层中和功能，可有效中和深层酸性物质，从而起到良好的缓蚀效果。

由于吸附在金属表面的缓蚀剂分子和介质中缓蚀剂分子处于吸附、脱附的平衡中，因而只有缓蚀剂加入量大到足以满足此平衡时才能使金属表面保持完整的缓蚀膜。但是缓蚀剂用量过大也不好，用量过大并不能加强保护作用，反而提高了运行费用，而且有的缓蚀剂超过某个用量后反而会加剧腐蚀。缓蚀剂的最佳用量应根据缓蚀剂的种类和使用条件确定。本发明所述的咪唑啉油溶性缓蚀剂的实际注入量可根据加注相对水量的20~40ppm，分析系统中的铁离子含量进行调整，正常为30 ppm。铁离子含量是设备被腐蚀情况的直接体现，铁离子含量越高说明设备被腐蚀越严重，冷凝液中腐蚀物越多。