金属表面特别是不锈钢、钛等等表面钝化用的系统，在化学反应设备中所形成的元素和化合物，特别是在当其中的温度和压力比环境条件更为苛刻时有腐蚀作用，在此系统中主要的钝化剂是至少与第二种辅助剂结合的氧（空气），而特征在于后者是臭氧（Ｏ↓［３］）。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到使受操作条件和助长腐蚀之媒剂影响的设备中金属表面钝化的系统，一般地说涉及到这样一类化工设备中表面的钝化，此类设备中存在和形成有腐蚀性化合物，特别是有关的环境的状态(温度和压力)还加剧上述腐蚀作用。更具体地说本专利技术涉及一种用于化工设备中暴露于高腐蚀性化合物的强烈作用下，而且还处在温度和压力条件比环境条件更为苛刻情况下的金属装置的钝化系统。在与大型工业有关的一个实施例中，本专利技术是指一种用于尿素合成及处理过程中金属设备的钝化系统。不影响本专利技术的一般性，而仅仅是作为最有兴趣的和直接的一个参考例，在由反应物NH3和CO2的合成进行尿素工业生产的工厂中，再加上所形成的各种各样的化合物(尿素除外)，它们都是高腐蚀性的，例如或多或少被浓缩的氨基甲酸铵、碳酸铵、尿素本身以及其他种类离子的水溶液。与上述化合物接触的设备的各种各样零部件的金属表面受到化学侵蚀，影响到金属表面的完整性和效能。众所周知，尿素的合成是在高温(平均180～215℃)和高压(平均130～400巴)下进行的。从尿素合成工段的下游来看，存在着尚没有转变为尿素的例如氨基甲酸铵之类尿素合成副产品的许多分解阶段，这种氨基甲酸铵经过加热被分解为NH3和CO2并从合成元素中分离出来，作为气态NH3和CO2，它们在相续的冷凝段上冷凝成氨基甲酸铵和/或碳酸铵的水溶液，这一水溶液在合成工段循环，同时尿素在连续冷凝段上浓缩，在减小压力下达到直到最终真空浓缩阶段，由此，获得实质上纯净的溶化的尿素，然后再送到使用各种技术来实施最终阶段处理。对用于上面指出的这些个阶段的设备的钝化提出了各种系统，这种设备受到了在其中处理的腐蚀性化合物的侵蚀。例如比利时专利625.397号描述了在180℃和270kg/cm2下以氧作为钝化剂用于含19%cr和14%Ni的不锈钢尿素合成反应器表面;通常氧被其他的钝化剂所置换，例如由双氧水和碱金属过氧化物或碱土金属过氧化物。在欧洲专利的0096151号中描述汽提塔用的钝化系统，这里从尿素合成反应器来的流出物在高温和高压下(120kg/cm2和240kg/cm2)之间下处理成带有NH3或CO2的下降的薄膜逆流;对于从这些汽提塔中至少一个的底部引入的由含氧气体组成的第一钝化剂，还添加了作为第二钝化剂的一种液体，它从此汽提塔的上部引入，选自双氧水(过氧化氢)、碱金属的过硫酸盐或过硼酸盐、过醋酸以及有机的过氧化物。氧可以作为纯氧或与空气混合或与双氧水混合而引入相应设备中。气体形态的氧在被压缩之前通过把它注入到CO2中而引入，或者注入到进入合成区的氨中而引入，或者作为双氧水从待保护之设备的入口上游处注入到各种液体流中。正如以前所指出的，具有双氧水的钝化系统在任何情况下都需要同时注入气态氧(或是空气或纯氧)。上述钝化系统被用来保护金属材料免受腐蚀，这种金属材料则通常是用在生产尿素的工厂中(各种类型的不锈钢、钛等等)。除了上述的钝化剂之外，还提出其他一些(举例来说，有DE-A-1800755号中所提出的)，例如可溶性亚硝酸铵、可溶性亚硝酸钠以及其他还未以工业规模使用过的物质。现在普遍用来钝化在化工厂各阶段中与溶液和蒸汽接触的金属表面的技术，是把注入到CO2中去的空气和氧气送到合成反应塔中;在一些情况下，除了这种注入形式之外，还把双氧水引入被钝化的设备的液流上游。被注入到CO2中的氧含量其浓度在0.2%和0.8%体积之间，而这会造成如下所指出的几点困难1.以空气形式注入的氧会以氮富集反应器中，这显然会使合成区为惰性气体所富集，从而便形式这样一种气相，其结果将降低反应器中尿素的产率。2.对于氨的生成而言因为C2来自合成气体的脱碳工段，它就会以这样的比例含有H2、N2、CO、CH4，在此种比例下这些气体与氧在一起便会产生爆炸性混合物。业已知道，为了避开爆炸区域，注入到CO2中氧的量必须低于0.2%(体积)，但是在这些条件下已然看到，金属表面上的保护作用大大降低，而使金属表面遭受到存在于设备中各种各样零件上的液体物质和气体物质两者的腐蚀作用。本专利技术的目的在于提供一种工艺，它能消除现代工艺技术的缺点同时允许克服一方面必须要有大量的氧来适合于所要求的钝化目的，另一方面需要避免爆炸的危险这两种相对立的局面。已出人意料地发现，在钝化用空气中增加少量的臭氧(O3)，可使氧含量减少到0.3%体积以下而不影响设备的钝化。空气和O3的最佳协同氧化作用特别可以获得下列各优点3.尿素合成反应器中的惰性气体的显著减少，其优点是尿素产率的提高。4.反应器中气相减少，从而增加了液相的体积同时也增加了它的滞留时间。5.避免了爆炸性区域，因为O2不会与相应设备中各阶段中存在的H2、CO、CH4形成爆炸性混合物。本专利技术的优点是绝对肯定的而且是非常显著的，这是因为O3生产是以经过充分实验的通常方法完成的，正如最为通常的从排入到大气中的惰性气体中未消除O3的系统那样，这里，环境保护法是禁止把O3释放到大气中去的，因而O3的生产及它的消除乃是从所周知的技术。CO2中O2的含量允许在0.05%与0.3%(体积)之间变化。同时O3的含量允许在0.01%和0.1%(体积)之间变化。当从下列一组化合物是选取出的一种化合物与O2和O3同时存在时，氧量可以减少到低于0.05%(体积)，例如在0.01%和0.05%(体积)之间，这样一组化合物是双氧水(H2O2)，碱金属过氧化物，碱性白花酢浆草过氧化物，碱金属过硫酸盐或碱金属过硼酸盐，有机过氧化物及醋酸，而从这组化合物中所选出的第三种化合物则最好是双氧水(H2O2)。本专利技术的另一个优点是，O3的浓度可保持很高的水平而不会有爆炸的危险，同时会显著地提高钝化效果，从由氨合成气体之脱碳设备获得之CO2中减少氢气(H2)的含量(以及CO、与CH4的含量)，而这最好是使待再生的CO2在进入待再生阶段之前，使富含CO2的溶液通过一附加的预闪蒸处理。上述的预闪蒸可以简单地在约3巴绝对大气压力下进行。例子下面一些例子的意图是打算对照比较被送到合成反应器的CO2的成分和被排出到大气中的惰性气体的成分，既根据先有技术也根据本专利技术。以产量为1000吨/日的(t/d)尿素工厂为例CO2的成分对照例1先有技术合成中所需要的CO2的量及增加空气后的成分表示如下CO215610标准立方米/小时 94.93%体积N2491 " 2.98%体积H2164 " 1.00℃体积O298 " 0.60%体积CO痕量"痕量体积CH480 " 0.49% 体积总计16443标准立方米/小时100.00%体积例2.专利技术合成中所需要的CO2的量及添加了用O3增富的空气后的成分表示如下CO215610标准立方米/小时 96.77%体积N2245 " 1.52% "H2164 " 1.02% "O229 " 0.18% "O33 " 0.02% "CO痕量"痕量"CH480 " 0.49% "总计16131标准立方米/小时100.00%体积可以看到，把本专利技术与先有技术所需要的氧值相比较，氧的量已显著减少了，同时由于添加了臭氧(O3)，钝化效果是相当高的。在以上两种情况下排出到大气中的惰性气体的成分例3 两种混合物的爆炸区域可由通常的方法容易地计算出来，同时将看到按照本专利技术，它在例3中的混合物本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属表面特别是不锈钢、钛等等表面钝化用的系统，在用于形成元素和化合物之化学反应的设备中，其中的元素和化合物特别是在温度和压力都较环境更为苛刻的条件下，更具有腐蚀作用，在该系统中主要的钝化剂是至少与第二种辅助剂相结合的氧（空气），特别在于：后者是臭氧（Ｏ↓［３］）。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：文森佐拉格纳，
申请(专利权)人：尤雷卡萨尔有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]
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