Dlaczego korozja amoniaku jest powszechna w przypadku miedzi i jej stopów?

Amoniak jest ważnym surowcem do produkcji kwasu azotowego, soli amonowej i aminy. Amoniak jest gazem w temperaturze pokojowej i można go upłynnić pod ciśnieniem. Większość metali, takich jak stal nierdzewna, aluminium, magnez, tytan itp., Ma doskonałą odporność na korozję na gaz amoniakalny, ciekły amoniak i wodę amoniakalną, z wyjątkiem miedzi i innych stopów miedzi.

Miedź - Stopy cynku, w tym mosiądz granatowy i mosiądz aluminiowy stopy miedzi najbardziej podatny na pękanie pod wpływem korozji naprężeniowej wywołane amoniakiem (NH3SCC). Pękanie korozyjne naprężeń amoniakowych w rurach wymiennika ciepła ze stopu miedzi charakteryzuje się pękaniem powierzchniowym, zielonymi / jasnoniebieskimi kompleksami korozyjnymi Cu-amoniakiem (związkami) i tworzeniem się pojedynczego lub silnie rozgałęzionego pęknięcia na powierzchni rury, które mogą mieć charakter transgraniczny lub międzykrystaliczny , które w zależności od środowiska i poziomu stresu. Ciekła korozja naprężeniowa amoniaku powstaje, gdy medium jednocześnie spełnia następujące warunki:

1. Sytuacje, w których ciekły amoniak (zawartość wody nie więcej niż 0.2%) może zostać zanieczyszczony powietrzem (tlenem lub dwutlenkiem węgla);
2. Temperatura pracy jest wyższa niż -5 ℃.

W rzeczywistości tlen i inne utleniacze, takie jak woda, są ważnymi warunkami korozji naprężeniowej miedzi. Istnieje wiele potencjalnej korozji w rafinacji ropy naftowej z powodu zanieczyszczeń w oryginale i dodatków w procesie przetwarzania. Rodzaje korozji pękającej wywołanej amoniakiem, w tym:

 

Korozja H2S-NH3-H2O

Jest to głównie determinowane przez stężenie, szybkość przepływu i właściwości ośrodka. Im wyższe stężenie NH3 i H2S, tym poważniejsza jest korozja; Im wyższe natężenie przepływu płynu w rurze, tym silniejsza korozja. Niskie natężenie przepływu prowadzi do osadzania się soli amonowej i lokalnej korozji; Niektóre media, takie jak cyjanek, pogarszają korozję, a tlen (który dostaje się do wtryskiwanej wody) przyspiesza korozję.

Korozja amoniaku na szczycie wieży alkilującej kwas siarkowy

W celu kontrolowania nadmiernej korozji górnego układu kolumny w sekcji frakcjonowania bardzo ważne jest, aby alkaliczne produkty przemywania i reaktory przemywania miały na celu usunięcie zanieczyszczeń kwasowych. Preferencje neutralizujących i błonotwórczych inhibitorów amin były czasami stosowane w systemach wieżowych. Aby zmniejszyć szybkość korozji i zminimalizować ilość użytego inhibitora, neutralizujące aminy lub NH3 mogą zneutralizować kondensat wody górnej wieży do pH od 6 do 7. Jednak w niektórych przypadkach NH3 może powodować pękanie korozji naprężeniowej granatowych mosiężnych rur w skraplaczach górnych .

Korozja amoniaku w reformingu katalitycznym

Istnieje kilka rodzajów pękania korozyjnego naprężeniowego w jednostkach reformingu katalitycznego, z których jednym jest pękanie korozyjne naprężeniowe wywołane amoniakiem. NH3 występuje w ściekach z reaktora obróbki wstępnej i reaktora do reformingu i rozpuszcza się w wodzie z wytworzeniem amoniaku, powodując szybkie pękanie korozyjne naprężeń stopu na bazie miedzi.

Korozja amoniaku w koksowni opóźnionej

Wyposażenie jednostki opóźnionego koksowania jest podatne na niskotemperaturowe mechanizmy korozji, w tym wywołane amoniakiem pękanie naprężeniowe stopu na bazie miedzi. Te mechanizmy korozji odgrywają rolę w procesie hartowania wody, czyszczenia koksu parowego i odpowietrzania. Ale ponieważ wszystkie wieże koksownicze mają zwykle rury odpowietrzające i zbiorniki do przedmuchiwania, są one prawie stale narażone na kontakt z mokrą parą odpowietrzającą i cieczą.

Pary i ciecze hartownicze i odpowietrzające zwykle zawierają duże ilości H2S, NH3, NH4Cl, NH4HS i cyjanku, które są uwalniane z reakcji krakowania termicznego wsadu do koksowni. Z powodu obecności NH3 w jednostce koksującej pękanie pod wpływem korozji naprężeniowej wywołane amoniakiem występuje w rurkach ze stopu miedzi przy wysokiej wartości pH.

Korozja amoniaku w instalacji odzysku siarki

Wsady gazu są zwykle bogate w H2S i nasyconą parę wodną, ​​a także mogą być mieszane z węglowodorami i aminami, które mogą powodować przenikanie H do metalu, dlatego należy wziąć pod uwagę ryzyko pękania wywołanego wodorem (w tym wybrzuszenia wodoru) i pękania naprężeniem siarczkowym ( SSC) w zasilaniu gazem. Ponadto w zasilaniu gazem może znajdować się NH3, co może powodować pękanie korozyjne naprężeniowe wywołane przez nh3, a cyjanek może również przyspieszać szybkość korozji.

 

Zmniejszenie udziału masowego Zn do mniej niż 15% poprawia odporność na korozję stopu Cu - Zn. SCC w środowisku parowym można czasami kontrolować zapobiegając przedostawaniu się powietrza. Wrażliwość stopów miedzi ogólnie ocenia się, badając i monitorując wartość pH próbek wody i NH3. Do oceny pęknięcia wiązki wymiennika ciepła można wykorzystać kontrolę prądów wirowych lub kontrolę wizualną. Krótko mówiąc, należy unikać miedzi i jej stopów w procesach produkcyjnych z udziałem amoniaku i ciekłego amoniaku.