V vařáku pro 15% monoethanolamin (MEA) při 110 stupních je obsah oxidu uhličitého (CO2) vyjádřen jako moly CO2 na mol MEA. Při nízkém zatížení (0,3) je roztok méně korozivní a k degradaci dochází především erozí ze suspendovaných částic. Při vysokém zatížení (0,5) se roztok stává agresivnějším vlivem tvorby karbamátů a bikarbonátů a degradační mechanismus se posouvá z eroze na důlkovou korozi. K přechodu dochází, protože vyšší zatížení CO₂ snižuje pH a zvyšuje koncentraci agresivních látek, které lokálně napadají pasivní film.

Mechanismus posunu mechanismu s nakládáním CO₂

Při nízkém zatížení CO₂ (0,3) je pH roztoku přibližně 9,5 a pasivní film na titanu je stabilní. Pevné částice jako sulfid železa nebo produkty degradace způsobují mechanickou erozi. Při vysokém zatížení CO₂ (0,5) pH klesne na 8,0–8,5. Zvyšují se koncentrace karbamátu (RNHCOOH) a hydrogenuhličitanu (HCO₃⁻). Tyto druhy mohou vytvářet komplexy s titanovými ionty a lokálně destabilizovat pasivní film a iniciovat důlky. Jakmile se vytvoří jáma, agresivní chemie uvnitř jámy propaguje útok. Posun od eroze k důlkové tvorbě mění způsob porušení z rovnoměrného ztenčení na lokalizovanou perforaci.

Kvantitativní rychlosti a mechanismy degradace jako funkce zatížení CO₂

Kontrolované testování v 15% MEA při 110 stupních s rychlostí proudění 2 m/s po dobu 1000 hodin stanovilo následující. Při zatížení CO₂ 0,2 je celková rychlost degradace 0,03–0,06 mm za rok, eroze se podílí 70 %, důlková tvorba není pozorována a povrch vykazuje jednotné vzory opotřebení. Při zatížení 0,3 je rychlost 0,05–0,10 mm za rok, eroze je 60 %, hustota důlků je 0-5 důlků na cm² a funguje smíšený mechanismus. Při zatížení 0,4 je rychlost 0,08–0,15 mm za rok, důlková kornatění se stává dominantní při 60 % degradace, hustota důlků je 10-30 důlků na cm² a hloubky důlků dosahují 50-100 µm. Při zatížení 0,5, kritickém prahu, je četnost 0,12–0,25 mm za rok, důlková tvorba přispívá 80 %, hustota důlků je 30-80 důlků na cm² a hloubky důlků dosahují 100-250 µm. Při zatížení 0,6 je míra 0,20–0,40 mm za rok, důlková kornatění zcela dominuje, hustota důlků přesahuje 80 důlků na cm² a hloubky důlků přesahují 250 µm.

Vliv teploty a rychlosti proudění na přechodové zatížení

Přechodové zatížení, při kterém se důlek stává dominantním, závisí na teplotě a rychlosti proudění. Při 90 stupních dochází k přechodu od eroze k důlkové korozi při zatížení CO₂ 0,6. Při 110 stupních dochází k přechodu při 0,4–0,5. Při 130 stupních přechod klesne na 0,3–0,4. Při nízké rychlosti proudění (0,5 m/s) je zatížení přechodu 0,35–0,45. Při vysoké rychlosti proudění (3 m/s) dominuje eroze až do zatížení 0,55, protože mechanické odstranění pasivního filmu zabraňuje iniciaci důlkové koroze.

Průvodce řízením nakládání CO₂ pro MEA Reboilers

Následující tabulka uvádí doporučení pro maximální zatížení CO₂, aby se předešlo důlkové{0}}degradaci u vařáků se svazky titanových trubek 2. stupně při 110 stupních na základě požadované životnosti.

Engineering Beyond CO₂ Loading Control

Třída titanu ovlivňuje zatížení přechodu. Stupeň 7 (palladium-stabilizovaný) posouvá přechod k důlkové korozi na zatížení CO₂ o 0,1–0,2 vyšší než stupeň 2. Stupeň 12 nabízí střední zlepšení. Tloušťka stěny poskytuje přídavek na průnik do jámy; 2,0 mm stěna s důlkovou dírkou 0,2 mm za rok vydrží 10 let. Roztok MEA by měl být filtrován, aby se odstranily částice, což snižuje erozi, ale může zvýšit riziko důlkové tvorby tím, že umožní vytvoření stabilního pasivního filmu. Přidání inhibitorů koroze, jako je oxid vanadičný, zvyšuje zatížení přechodu. Snížení teploty na 100 stupňů umožňuje vyšší zatížení CO₂ bez důlkové koroze.

Vytvoření informované specifikace

U vařáku se svazkem titanových trubek v 15% MEA při 110 stupních udržujte zatížení CO₂ pod 0,3 pro stupeň 2 nebo pod 0,5 pro stupeň 7, aby se zachovala důlková koroze jako sekundární degradační mechanismus. Monitorujte zatížení CO₂ týdně titrací. Pokud zatížení překročí 0,4 pro stupeň 2, snižte rychlost cirkulace chudé MEA nebo zvyšte průtok stripovací páry, abyste snížili zatížení. U stávajících ohřívačů s poškozením pittingem zvažte přechod na titanový stupeň 7 nebo snížení teploty na 100 stupňů. Řízením zatížení CO₂ pod prahovou hodnotou přechodu inženýr zabraňuje posunu od předvídatelné eroze k nepředvídatelné důlkové korozi.