工艺设备中硫化氢腐蚀特性及选材案例分析

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硫化氢汽提塔腐蚀分析与应对措施

摘要：渣油加氢装置汽提塔属于装置硫化氢浓度最高的设备，汽提塔顶气主

要组成是轻烃和硫化氢，轻烃中携带少量氨，高浓度硫化氢和氨环境中的设备，

随着使用时间的延长，极易出现老化，腐蚀的概率会逐渐增大，设备腐蚀如果发

生泄漏，将直接影响安全生产，泄漏出的硫化氢、轻烃等会导致人员中毒和设备

着火爆炸等事故。

关键词：汽提塔高浓度硫化氢轻烃中毒腐蚀

1.设备概述

某公司渣油加氢装置采用CLG公司的上流式+固定床渣油加氢脱硫工艺技术，以哈萨克斯坦、南疆及北疆原油的减压重蜡油和减压渣油为原料，分为反应和分

馏系统，反应系统为两个系列，采用单开单停设计，分馏部分采用主汽提塔＋分

馏塔流程，在汽提塔除去轻烃和硫化氢，降低分馏塔材质要求。

2.腐蚀原因分析

2.1汽提塔铵盐结晶造成的垢下腐蚀。目前本装置汽提塔顶温度的控制指标

是130-180℃，汽提塔顶气主要组成是轻烃和硫化氢，轻烃中携带部分氨，会发

生如下反应：

NH3+H2S——NH4HS

硫氢化铵的结晶温度在150℃左右，正好和塔顶操作温度一致，因而流出物

在塔顶空冷器内被冷却过程中，容易在汽提塔顶挥发性线及后路设备形成铵盐结晶，沉积后结垢，引起垢下腐蚀，进而形成腐蚀穿孔，造成汽提塔顶空冷器泄漏。2017年6月26日，渣油装置汽提塔顶空冷器EA-3003泄漏，两系列停工至退守

状态，装置停工检修。2017年11月22日，发现渣油装置汽提塔顶空冷器EA-3003泄漏，23日工艺降低汽提塔顶操作压力，带压堵漏，堵漏后没有泄漏。

2.2管道弯头处冲刷腐蚀。影响此形式腐蚀的主要因素有：①氨和硫化氢的

湿硫化氢对金属的腐蚀讲解

第二章湿硫化氢环境下压力容器用钢损伤行为

近些年来，由于原油中硫含量以及化工设备材料强度的级别提高，使得很多设备在湿硫化氢环境下服役并发生应力腐蚀开裂(Stress Corrosion Cracking, SCC)或氢脆失效(Hydrogen Embrittlement, HE)，引起设备的破裂、泄漏甚至爆炸，造成巨大的经济损失与人员伤亡。1982年，德国北部一输送脱水的酸性气体（25％H2S－9％CO2）的高压管道[1]由于应力诱导的氢致开裂（Stress Oriented Hydrogen Induced Cracking, SOHIC）导致破裂，经济损失惨重；1984年，芝加哥Lemont炼油厂[2]，一液化气球罐氢致开裂导致15人丧生，22人重伤；同年，墨西哥城一大型炼油厂[3]液化气储罐由于硫化物应力腐蚀开裂（Sulfide Stress Cracking, SSC）而导致泄漏，造成500人死亡，厂区周围7000人受伤。

现在很多国家采用的原油都来自于中东，而且含硫量较高，虽然脱硫工艺可能降低材料的应力腐蚀破坏的几率，但是要完全避免还是不可能，而且介质中可能含有的CO2、氰化物也会加速材料的腐蚀开裂[4-6]。另一方面，我国原有石油化工装置按照低硫含量的原油进行设计，在使用高含硫的原油作为生产原料之后，势必带来H2S浓度超标所引起的开裂问题。

普遍认为，湿硫化氢环境下，金属的失效行为都与金属表面化学反应析氢有关[7-11]。就湿硫化氢环境下，由氢导致的设备应力腐蚀开裂一般都称为氢损伤，其形式基本可以分为两类：1、应变相关式，即裂纹的出现需要材料在宏观上的塑性变形。这种形式因为需要宏观上的屈服，所以一般发生在较高的应力情况下，同时会导致材料韧性的下降。其中典型的失效形式为硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)；2、应变无关式。即裂纹由于材料内部局部区域的塑性变形而导致，可能在没有拉应力的作用下形成。其中典型的失效形式有氢鼓泡、氢致开裂(Hydrogen-Induced Cracking, HIC)、应力导向的氢致开裂等。

加氢装置设备的腐蚀与选材

4、应力腐蚀金属的应力腐蚀是指在静拉伸应力和腐蚀介质的共同作用下导致腐蚀开裂的现象。特点是这种应力腐蚀破坏没有先兆，进展迅速的突然断裂。容易造成严重事故。金属材料发生应力腐蚀的特征可用几个方面来说明： 1）应力可以是外加载荷和装配应力，也可以是加工、焊接等过程的内应力。 2）腐蚀介质产生应力腐蚀的材料和介质有一定的关系，只有二者的某种组合时才发生应力腐蚀。如普通碳钢和低合金钢在氢氧化物溶液、含有硝酸盐、碳酸盐、硫化氢的水溶液、液氨等介质中；奥氏体钢在酸性和中性的氯化物溶液、海水、热的氢氧化物等溶液中会发生应力腐蚀。
设备受多硫化氢腐蚀，生成硫化铁，在停车检修时与空气中的氧及水反应生成连多硫酸H2SxO6 。在Cr- Ni 奥氏体不锈钢设备、管道的残余应力较大的部位（焊缝热影响区、弯管部位等）产生应力腐蚀裂纹。不锈钢在连多硫酸中产生应力腐蚀裂纹一般是晶间型的，但也有穿晶和晶间共存的。（4）硫化物腐蚀破裂金属在同时含硫化氢及水的介质中发生的应力腐蚀开裂为硫化物腐蚀开裂。简称硫裂。在天然气、石油采集，石油化学及化肥等领域常发生设备、管道、阀门的硫裂事故。
c 操作温度介质温度对钢材的影响很大，在大多数情况下，它比氢分压的影响大。大约以200℃为界，介质温度低于此值时，钢材一般不发生明显的腐蚀现象。高于此值钢材的腐蚀程度随介质温度的升高而逐渐加重。所以在选材时要合理的确定设备的操作温度。 d 钢材的化学成分的影响从腐蚀机理来看氢腐蚀是由于扩散入钢中的氢与钢的碳元素作用形成甲烷所致。为此为了提高抗腐蚀能力应该添加一些能与碳形成稳定碳化物的元素，如Cr、M、W、V、Ti、Nb。这些元素能与碳形成稳定的碳化物，而不会生成甲烷气体。

硫磺回收工艺特点与设备腐蚀浅析

一直以来，硫磺回收装置的工艺设备腐蚀问题是炼油企业面临的重要问题之一。本文对现阶段硫磺回收工艺设备的运行状况及腐蚀原因进行分析，有针对性地提出防护措施，实现设备运行的经济效益与社会效益。

标签：硫磺;回收工艺;特点;设备腐蚀

一、硫磺回收工艺特点

（1）硫磺回收采用两级转化克劳斯工艺，克劳斯法是最早也是应用较为广泛的一种方法。技术成熟，效率高，流程简单，操作故障率低，尾气处理采用RAR还原-吸收工艺，尾气采用热焚烧后经100米烟囱排空，排空烟气中SO2为51.84kg/h，浓度为476.3mg/m3（标），满足国家大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）小于960mg/m3（标）的要求。

（2）液硫脱气采用BP/Amoco专利脱气技术，将液硫中的硫化氢降低，减轻操作环境的污染。

（3）工艺控制自动化程度高，采用DCS控制系统和高可靠性的安全仪表系统（SIS），提高了装置的安全系数。

（4）利用外补氢气作为加氢反应氢源，并设置了氢气在线分析仪系统，保证了尾气加氢反应的氢气浓度，利用加热炉加热Claus尾气，使其达到尾气转化的所需温度。

（5）装置能量综合利用率高，过程气采用自产3.5Mpa中压蒸汽加热，三级冷却器发生的低低压蒸汽经空冷冷却后，凝结水循环使用。

（6）设置尾气在线分析控制系统，连续分析尾气的组成，在线控制进酸性气燃烧炉空气量，尽量保证过程气H2S/SO2为2/1，从而达到最大的硫磺转化率，提高总硫转化率。

二、腐蚀原因与形态

（1）高温硫腐蚀。产生高温硫腐蚀的原因，其介质主要是在高温情况下，气体所产生的硫化氢、气态硫或者是二氧化硫等。出现高温硫化氢腐蚀现象，基本上是由于碳钢设备温度在260-300℃左右，由于铁与硫化氢发生反应，生成硫化亚铁;而铁与单质硫也会产生反应。这种腐蚀情况大多是发生在燃烧酸性气的过程中。通常的废锅管束内漏现象，大多是因为高温硫腐蚀作用而成，主要的形成原因是：多次改变管束迎火面的隔热衬里，一些已经出现破损现象的陶瓷保护管，即使衬里恢复，也会留下缝隙，而高温烟气对管束的焊缝直接的造成腐蚀作用，从而引起泄漏的现象发生。泄漏问题一旦发生，将下降废锅的后部温度，再

湿硫化氢环境中设备应力腐蚀分析及控制

全面腐蚀控制
第２卷第９０月６期２１年９２
豳豹
３１材料控制＿要严格控制工作环境中的ＨＳ含量，按照有关标
（）选择合适强度和硬度的材料。随着材料强准的规定，使硫化氢分压小于３０ａ１５Ｐ，另外也可以加
度的提高，应力腐蚀破裂的敏感性也提高，破裂临入一定的缓蚀剂来延缓其腐蚀速率。
并且拉应力的数值和腐蚀介质的浓度值大，水溶液具有弱酸性，如在０１ａ０・ＭＰ、３ ℃水溶液需要达到一定的水平应力腐蚀开裂才会发生，否
，
则裂纹不会产生或者不会继续扩展
。
因此，防范应
对于湿Ｈｓ２应力腐蚀环境的认定，Ｈ５１９８力腐蚀开裂应从两个方面来自百度文库着手：一是降低结构的应Ｇ２８—１９０（制化工容器材料选用规定规定：当化工容器力水平；二是降低腐蚀介质的浓度或者对材料进行（钢接触的介质同时符合下列各项条件时，即为湿Ｈｓｚ应防腐保护。
会造成其化学成分、显微组织、强度、硬度、韧性在水中的Ｈｓｚ溶解度大于等于１０；０×１～等不同，因此，影响硫化氢应力腐蚀的程度也会不同。硫化氢应力腐蚀开裂的影响因素主要有：

硫化氢腐蚀的影响因素

硫化氢腐蚀的影响因素 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】

硫化氢腐蚀的影响因素1.材料因素

在油气田开发过程中钻柱可能发生的腐蚀类型中，以硫化氢腐蚀时材料因素的影响作用最为显着，材料因素中影响钢材抗硫化氢应力腐蚀性能的主要有材料的显微组织、强度、硬度以及合金元素等等。

⑴ 显微组织

对应力腐蚀开裂敏感性按下述顺序升高:

铁素体中球状碳化物组织→完全淬火和回火组织→正火和回火组织→正火后组织→淬火后未回火的马氏体组织。

注：马氏体对硫化氢应力腐蚀开裂和氢致开裂非常敏感，但在其含量较少时，敏感性相对较小，随着含量的增多，敏感性增大。

(2) 强度和硬度

随屈服强度的升高，临界应力和屈服强度的比值下降，即应力腐蚀敏感性增加。

材料硬度的提高，对硫化物应力腐蚀的敏感性提高。材料的断裂大多出现在硬度大于HRC22（相当于HB200）的情况下，因此，通常HRC22可作为判断钻柱材料是否适合于含硫油气井钻探的标准。

油气开采及加工工业对不昂贵的、可焊性好的钢材的需要，基本上决定了研究的工作方向就是优先研制抗硫化物腐蚀开裂的低合金高强度钢。

⑶ 合金元素及热处理

有害元素：Ni、Mn、S、P; 有利元素：Cr、Ti

碳（C）：增加钢中碳的含量，会提高钢在硫化物中的应力腐蚀破裂的敏感性。

镍（Ni）：提高低合金钢的镍含量，会降低它在含硫化氢溶液中对应力腐蚀开裂的抵抗力。原因是镍含量的增加，可能形成马氏体相。所以镍在钢中的含量，即使其硬度HRC＜22时, 也不应该超过1％。含镍钢之所以有较大的应力腐蚀开裂倾向，是因为镍对阴极过程的进行有较大的影响。在含镍钢中可以观察到最低的阴极过电位，其结果是钢对氢的吸留作用加强,导致金属应力腐蚀开裂的倾向性提高。

硫化氢应力腐蚀原理与防护措施

硫化氢应⼒腐蚀原理与防护措施

炼油与化⼯

REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY第20卷

碳钢及低合⾦钢在湿度较⼤的硫化氢环境中易发⽣

硫化物应⼒腐蚀（SSC），对⽯油、⽯化⼯业装备的安全运⾏

构成很⼤的威胁。对低浓度硫化氢环境,可通过净化材质、

⼤幅降低S、P含量、改善材料组织结构等措施，对应⼒腐

蚀起到有效抑制作⽤。⼤庆⽯化公司ATK-101B天然⽓液

体球罐（1500m3）在进⾏全⾯检验时，采⽤内表⾯磁粉检测发现27处焊缝纵向裂纹，最长的为1.6m，深度为6mm，见图1。

⽂中以ATK-101B天然⽓液体球罐为对象,对其基础材料分别进⾏硫化氢应⼒腐蚀性能试验和机理分析，并提出防护措施。

1硫化氢腐蚀机理

1.1硫化氢的特性

H2S在⽔中的溶解度很⼤，⽔溶液具有弱酸性，如在0.1MPa、30℃⽔溶液中H2S饱和浓度为300mg/L，溶液的pH值为4。

H2S不仅对钢材具有强烈的腐蚀性，⽽且对⼈体的健康和⽣命安全也有很⼤的危害性[1]。

H2S应⼒腐蚀的基本类型可分为应⼒腐蚀开裂、氢诱导裂纹、氢⿎泡等。在ATK-101B天然⽓液体球罐的检测中发现，根据裂纹的宏观和微观形貌特征，可以判定裂纹为应⼒腐蚀开裂，见图2～5。

图2裂纹穿晶扩展图3裂纹台阶穿接特征

图4裂纹两侧马⽒体组织图5裂纹内腐蚀产物

1.2硫化氢腐蚀规律

⽯油加⼯过程中的H2S主要来源于含硫原油中的有机硫化物，如硫醇和硫醚等。这些有机硫化物在原油加⼯过程中受热会分解出H2S。⼲燥的H2S对⾦属材料⽆腐蚀破坏作⽤，H2S只有溶解在⽔中，才具有腐蚀性。在ATK-101B 天然⽓液体球罐的检测中发现，应⼒腐蚀不同于⼀般性腐蚀引起的机械破损，也不是整个储罐的⼤⾯积减薄，⽽是发⽣在局部的罐体区域，具有较⼤的突然性[2]。

含硫化氢天然气对处理设备的腐蚀及相应防腐措施

含硫化氢天然气对处理设备的腐蚀及相

应防腐措施

摘要：我国含硫天然气资源在总资源所占比例较高，且随着社会经济发展，

天然气需求日益增长，对含硫气田开发力度加大。鉴于这些富含硫化氢、二氧化碳、水及其他颗粒等具有腐蚀作用的介质原料气对设备的腐蚀越来越严重，在当

前提倡安全生产第一，保护生态环境，走可持续发展道路的理念环境下，如何提

高处理硫化氢对原料气处理装置腐蚀问题已引起相关部门和从业人员的重视。本

文通过分析硫化氢天然气腐蚀的危害和防腐工作的重要意义，探讨如何采取有效

措施减少腐蚀危害，延长天然气处理设备的使用寿命，以达到进一步提高设备安

全性能，提高生产效率，降低生产成本和人身安全的目的。

关键词：硫化氢；天然气；处理设备；腐蚀；对策

当前我国社会经济得到蓬勃发展，对含硫天然气资源的开发使用力度也达到

前所未有的程度，硫化氢作为剧毒气体，对人体、安全和环境都容易造成不良影响，特别是其对天然气处理设备的腐蚀破坏作用更是令人不敢小觑。多年来，由

于硫化氢、二氧化碳等腐蚀介质对天然气设备造成的腐蚀破坏而引起的多起安全

S天然气处理设备的防腐处理措

事故及一系列不可估计的损失，因此如何提高H

施必须给予足够重视。

1天然气处理设备概述

天然气开采和利用过程中首要考虑的是如何保证天然气的质量符合国家标准，以达到防止天然气管输送系统的腐蚀和保障居民健康安全的目的。根据我国天然

气标准(GBl7820～1999)规定，作为民用燃料的一级天然气硫化氢含量应不高于6 m/m3，总硫应不高于100 m/m3；二级天然气含硫化氢应不高于20 mg／m3，总硫应

湿硫化氢环境下压力容器钢板的应力腐蚀机理与材料选择

钢板材料在湿H2S环境中，如果硬度偏高，同时有拉伸应力存在，容易导致应力腐蚀发生，造成严重后果。文章利用实验室实验方法分析应力腐蚀原因，对钢板提出了技术要求来预防湿硫化氢应力腐蚀。

标签：钢板；硬度；湿硫化氢；应力腐蚀破裂

石油化工及油田采油设备处理的原油中含H2S，随着高硫高酸原油加工量的增加，硫化氢对设备的腐蚀也愈加严重，已成为石化行业较为突出的问题，特别是湿H2S应力腐蚀开裂，所引起的事故往往是突发的、灾难性的。因此，开展H2S腐蚀的相关研究对于确保石化设备的安全运转以及提高石化行业的生产效率具有重大的理论和实际意义。

1 湿硫化氢环境中的腐蚀分类

1.1 在硫化物腐蚀环境和静态拉应力同时作用下产生的开裂称硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）。这是酸性环境中破坏性和危害性最大的一种腐蚀。

1.2 氢致开裂（HIC）与SSCC的驱动力不同，HIC不需要像SSCC那样的外力，其生成裂纹的驱动力是靠进入钢中的氢产生的气压，当氢气压超过材料屈服强度时便产生变形开裂，裂纹间相互扩展连接形成阶梯型开裂（SWC）。

2 实验方法的选择与应用

2.1 A.SSCC实验

SSCC方法的适用性：模拟由外力或作应力引起的硫化物应力腐蚀开裂的实验，可作为压力容器等产品的标准检验方法，同时可研究H2S对不同材料和不同工艺性能的影响。一般情况推荐使用美国腐蚀工程师协会NACETM0177 标准中的A法，即恒负荷拉伸实验法，实验采用饱和的H2S水溶液（质量浓度约3250mg/L），配制时应注意使用冰乙酸（冰醋酸），其积体分数为99.5%。

浅论油气开发中硫化氢对钢材的腐蚀及对策

浅论油气田开发中硫化氢对钢材的腐蚀及对策摘要本文从材料因素和使用环境因素分析了油气田开发中硫化氢对钢材的腐蚀问题．提出了在实践中钢材从选择材料及其热处理方法、合理选择工艺及设计思路和其它方法防止预防对策进行探讨，以期对油气田生产、科研中对刚才的选择有所参考。

关键词钢材硫化氢防腐蚀对策

油气田生产中起腐蚀作用的主要是盐水、硫化氢、二氧化碳和有机酸。在各种腐蚀介质中硫化氢的腐蚀最为严重，它是造成材料快速破裂的主要原因之一。本文试从钢材硫化氯腐蚀的因素进行分析并对预防对策进行探讨，以期对油气田生产、科研中对钢材的选择有所参考。

1 钢材硫化氢腐蚀的因素分析

1.1材料因素

在油气田开发、使用过程中发生的腐蚀类型里面，以硫化氢腐蚀时材料因素的影响较大，材料因素主要有材料的显微组织、机械性能指标及合金元素等。

l.1.1 材料的机械性能指标

一般认为，强度越高的钢材对腐蚀的敏感性越大。在含硫化物的介质中，屈服点高于630Mpa的钢管由介质引起的性质改变会突然发生破裂，随着拉伸性能的增加，即使硫化氢含量减少到极小的数量，也会引起突然破坏。在很大的应力作用下，只需有低达千万分之一的硫化氢就足以使抗拉强度为1050Mpa的钢管产生脆性破坏。同样，在没有一点硫化氢存在的情况下，当二氧化碳的分压力为0．21kg／mm2时，也可以引起脆性状态而使钢材破坏，因此材料强度的提高对硫化物应力腐蚀的敏感性越高，材料的断裂大都出现在硬度大于HRC22(当于HB200)的情况下，因此通常HRC22可能作为判定钻柱材料是否适合于含硫油气井钻探的标准。

304不锈钢湿硫化氢应力腐蚀开裂案例分析

[摘要]通过对某炼油厂换热器E116/1浮头盖焊缝开裂的分析，阐述304不锈钢在湿硫化氢环境中具有SCC（应力腐蚀开裂）的敏感性，并提出相应的控制措施。

【关键词】304不锈钢；湿硫化氢应力腐蚀；换热器；案例分析

前言

E116/1为72万吨酸性水汽提装置分凝液换热器，一、二级分凝液(氨和硫化氢的水溶液)汇合后经E-116/1与循环水换热后，与三级分凝液汇合，返回原料罐V-103。该水冷器是2002年4月投用，运行至今9年，历次检修试压均无问题。

E116/1运行参数：管程介质为循环水，操作温度19-28℃，操作压力0.3MPa；壳程介质为分凝液(氨和硫化氢的水溶液)，操作温度80℃，操作压力0.45MPa。下表0-1为该设备参数。

1.故障经过

2011年12月12日车间在循环水日检查过程中发现E116/1循环水气味、颜色有异常，采用色阶法进一步检查怀疑该水冷器内漏。2011年12月13日循环水样分析COD超标，判定E116/1内漏，循环水切出。2011年12月14日切出分凝液并处理壳程至合格。

2011年12月15日交施工队伍检修，安装试压环、浮头专用工具试压，管束管板无泄漏。回装浮头盖试压，装水过程中发现浮头盖焊缝处漏水。拆下浮头盖对焊缝进行详细检查，发现焊缝有约10cm长0.5mm宽的裂纹。使用渗透探伤后，发现浮头环焊缝一半均有裂纹产生。

2.裂纹检测分析

2011年12月26日对该浮头盖焊缝边缘热影响区做金相检查。未进行浸蚀前放大100倍观察，可见平行裂纹（见图2.1）。浸蚀后放大100倍观察，可见较多沿晶裂纹（见图2.2）。

硫化氢应力腐蚀基础知识讲座

特性
硫化氢应力腐蚀通常在特定的环境和条件下发生，如高浓度硫化氢、高温、高压等，且具有突发性、脆性断裂等特点。
硫化氢应力腐蚀的重要性
工业安全
硫化氢是一种有毒气体，可引起人体中毒，而硫化氢应力腐蚀则可能导致设备突然破裂，造成泄漏事故，威胁工业安全。
经济损失
资源浪费
硫化氢应力腐蚀可能导致设备提前报废，造成资源的浪费。
要点二
硫化氢在材料表面的吸附和扩散行为
深入了解硫化氢在材料表面的吸附和扩散机制，有助于预测材料的耐腐蚀性能和优化防腐蚀措施。
预防和减缓硫化氢应力腐蚀的新方法和技术
表面涂层技术
利用新型涂层材料和工艺，如陶瓷涂层、热喷涂等，提高材料表面的耐腐蚀性能，延缓硫化氢应力腐蚀的进程。
合金元素和微量元素的控制
由于设备损坏和维修成本高昂，硫化氢应力腐蚀会给企业带来巨大的经济损失。
硫化氢应力腐蚀的机理
01
02
03
电化学腐蚀
硫化氢在水中发生电离，形成离子，与金属发生电化学反应，导致金属表面局部溶解。
氢致开裂
金属在硫化氢环境中吸氢，形成金属氢化物，导致材料脆化，产生裂纹。
拉应力作用
金属在拉应力的作用下更容易发生断裂。
通过精确控制合金元素和微量元素的含量，优化材料的耐腐蚀性能，降低硫化氢应力腐蚀的风险。

低温甲醇洗设备硫化氢腐蚀及分析

发布时间：2023-02-17T01:46:59.647Z 来源：《科技新时代》2022年19期作者：罗长勤[导读] 在社会经济的推动之下，我国化工产业也取得了重要的发展成效，

罗长勤

青海盐湖镁业有限公司青海省格尔木市 816000

摘要：在社会经济的推动之下，我国化工产业也取得了重要的发展成效，尤其体现在煤化工项目推进之中，在对煤炭化工项目进行推进的过程中，应用低温甲醇洗工艺，能够满足不同的生产需求，最大程度上了解高压设备湿硫化氢环境之下，其设备硫化氢腐蚀的基本反应。所以，从不同角度出发，深入把握低温甲醇洗设备硫化氢腐蚀的实际情况十分重要。基于此，本文针对低温甲醇洗设备硫化氢腐蚀相关内容进行分析，仅供相关人士参考。

关键词：低温甲醇洗；设备；硫化氢；腐蚀

为了更加科学的推动煤炭化工企业的科学发展，根据现有的工艺生产需求，对低温甲醇洗设备硫化氢腐蚀进行分析意义重大。分析过程中既要考虑到影响低温甲醇洗工艺优势发挥的具体因素，也要从腐蚀情况预防的角度出发，科学设定不同的工艺方案，从而提升生产水平。所以，本文在对这一课题进行探索的过程中，主要结合低温甲醇洗工艺的基本内涵，分析低温甲醇洗工艺针对设备腐蚀的影响。

一、低温甲醇洗工艺的具体介绍

对于低温甲醇洗工艺来讲，其作为普遍的脱碳脱硫工艺，应用价值极为重大，在对气体洗涤流程进行展现的过程中，重点针对甲醇洗涤、二氧化碳产品吸收、硫化氢浓缩、甲醇再生等四部分实行展现，需应用吸收塔、甲醇洗涤塔等有关的设备，加强工艺系统压力、气体流量的展现，尤其是在应力集中区要对其保护膜的形成过程进行优化。另一方面在对后续的低压部分内容进行把握的过程中，要对介质流量、流速等进行科学控制，避免硫化氢腐蚀面积过大，使项目推进出现较大困难，并且在对二氧化碳浓缩等相关流程进行推进的过程中，要保障设备运行温度的均衡性，一般控制在零下50度左右，使整体的设备运行更加正常。当然，设备材料选择和维护也要考虑到腐蚀开裂等问题。

硫化氢腐蚀与防护

1. 选用抗硫化氢材料

抗硫化氢材料主要是指对硫化氢应力腐蚀开裂和氢损伤有一定抗力或对这种开裂不敏感的材料。同时采用低硬度（强度）和完全淬火＋回火处理工艺对材料抗硫化氢腐蚀是有利的。

美国国家腐蚀工程师学会(NACE)标准MR－01－75(1980年修订)中规定：含硫化氢环境中使用的钻杆、钻杆接头、钻铤和其它管材的最大硬度不许高于HRC22；钻杆接头与钻杆的焊接及热影响区应进行淬火＋595℃以上温度的回火处理；对于最小屈服强度大于655MPa的钢材应进行淬火＋回火处理，以获得抗硫化物应力腐蚀开裂的最佳能力

抗H2S腐蚀钢材的基本要求:

⑴成分设计合理：材料的抗H2S应力断裂性能主要与材料的晶界强度有关，因此常常加入Cr、Mo、Nb、Ti、Cu等合金元素细化原始奥氏体晶粒度。超细晶粒原始奥氏体经淬火后，形成超细晶

粒铁素体和分布良好的超细碳化物组织，是开发抗硫化物应力腐蚀的高强度钢最有效的途径。

⑵采用有害元素(包括氢, 氧, 氮等)含量很低纯净钢；

⑶良好的淬透性和均匀细小的回火组织，硬度波动尽可能小；

⑷回火稳定性好，回火温度高(＞600℃)；

⑸良好的韧性；

⑹消除残余拉应力。

2.添加缓蚀剂

实践证明合理添加缓蚀剂是防止含H2S酸性油气对碳钢和低合金钢设施腐蚀的一种有效方法。缓蚀剂对应用条件的选择性要求很高，针对性很强。不同介质或材料往往要求的缓蚀剂也不同，甚至同一种介质，当操作条件(如温度、压力、浓度、流速等)改变时，所采用的缓蚀剂可能也需要改变。

用于含H2S酸性环境中的缓蚀剂，通常为含氧的有机缓蚀剂(成膜型缓蚀剂)，有胺类、米唑啉、酰胺类

硫化氢腐蚀机理

硫化氢腐蚀是指在一定条件下，硫化氢气体对金属材料表面产生腐蚀作用的过程。其机理主要包括以下几个方面：

1. 化学作用：硫化氢与金属表面形成原子结合的化合物，导致化合物的形成。硫化氢作为强还原剂，会影响金属本身的电位，从而引起电极反应，而产生一定的化学反应。

2. 物理作用：硫化氢腐蚀物质的气态分子会在金属表面吸附，因此可以使金属表面产生腐蚀和疲劳。

3. 生物作用：一些微生物在生长时会产生硫化氢，从而加速金属的腐蚀。

硫化氢腐蚀所涉及的金属，包括铜、铁、镍、锌、不锈钢等。它的腐蚀速度与硫化氢气体浓度、金属的制造工艺和材料质量等因素有关。在实际应用中，应采取有效的防护措施，如使用特殊防腐材料、在腐蚀环境中增加通风、保持环境通风等方式，以延缓和避免硫化氢腐蚀的发生。

硫磺回收装置腐蚀分析与防腐蚀控制举措分析

57一、硫磺回收装置腐蚀原因

1.高温环境条件。炉内含硫元素酸性气体大量燃烧后悔生成包括COS、CS 2、

H 2S、SO 2、气态硫以及水蒸气等在内的一系列物质。受高温环境条件的以影响，导

致加热锅炉输气管道、制硫燃烧炉等相关装置出现腐蚀问题。碳钢设备处于高温运

行环境条件下，Fe会直接与H 2S进行化学反应，转化成一定比例的FeS以及H 2成分，

硫化氢分解反应过程中所生成硫也会与铁元素进行化学反应，均潜在腐蚀风险。

2.低温环境条件。硫化氢作为一种常见硫化物，具有较高的活性水平。即便在

低温运行环境下，硫磺回收体系中相关铁装置也极易受到硫化氢的影响。如温度较

低的硫槽入口以及硫冷凝口区域，水与硫化氢相互反应生成腐蚀环境，导致电离反

应的产生，所生成氢元素会导致极化腐蚀反应的产生，进一步加重腐蚀风险。此情

况下，硫磺回收装置碳钢表层若存在氧化层或锈蚀层存在孔隙，则会导致亚硫酸离

子、硫化氢离子等大量依附于铁表面，造成点腐蚀问题。除此以外，在脱硫装置停

运状态下，大量硫化亚铁以及硫化氢物质残留，受水氧反应影响，导致盐类以及硫

代硫酸成分的产生，如下图（见图1）所示。

图1　盐类、硫代硫酸成分产生示意图

3.二氧化硫腐蚀。低温反应过程中，温度相对偏低区域，如尾气管道、硫冷凝设

备出口端、以及过程气管道部位均较易发生漏点腐蚀问题，主要是受过程气体中三

氧化硫以及二氧化硫因素的影响。两者与水蒸气产生结合反应，生成一定比例亚硫

酸成分，直接腐蚀设备管线。除此以外，硫磺回收装置冷凝设备制造期间，受内孔

焊接作业方法的影响，导致管板与管道连接部位存在缝隙，同样可能导致腐蚀问题