硫磺回收工艺特点与设备腐蚀浅析

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探析硫磺回收装置的腐蚀及防护建议

探析硫磺回收装置的腐蚀及防护建议

探析硫磺回收装置的腐蚀及防护建议摘要:本文主要对制硫装置腐蚀方式以及原理,金属硫化腐蚀层的形态和特征进行的简单分析,及对不同的腐蚀提出了控制方法、设备仪器的改进等控制措施。

关键词:硫磺回收装置腐蚀防护某公司的硫磺回收主要方法是:采用直流式的部分燃烧法,两级催化转化的克劳斯工艺。

克劳斯系统是由H2S与空气部分燃烧的热反应段及两级常规克劳斯催化反应段组成,其中有三分之一的H2S通过燃烧转化成SO2,剩余的三分之二形成过程气体,此气体在通过多级转化器的时候,H2S与SO2进行化学反应,形成单质硫。

两级克劳斯反应后,总硫回收率可达93.27%。

在1250℃左右的温度下,将污水酸性气中的NH3全部转化为N2和H2O。

尾气处理部分采用的是还原吸收法,克劳斯尾气混合掺入氢以后,被加热到290℃,在钴、钼催化剂的作用下,尾气中携带的单质硫、SO2进行加氢反应,COS、CS2进行水解反应。

在整个以上的回收过程中含有高温燃烧、冷热介质热交换以及硫磺的收集、运输和储存,回收过程中的化学反应会对制硫燃烧炉、反应设备、冷凝设备、管线产生腐蚀,严重的会影响整套装置的平稳生产、长周期运行。

1腐蚀原因1.1高温环境中硫腐蚀在碳钢设备处在高温中时,煤气中的H2S会直接和Fe发生化学反应,转化成FeS和H2,反应方程式为与此同时,在反应过程中还伴随着硫化氢的分解,分解产生的硫也会和铁发生化学反应。

1.2低温环境中的硫化氢腐蚀硫化氢本身就是一种活性很高的硫化物。

在低温环境中,硫化氢也能对铁装置产生腐蚀,比如温度比较低的硫冷凝口,硫槽的入口位置等。

硫化氢极易与水等腐蚀介质组成腐蚀环境,硫化氢会进行电离反应,产出来的氢会导致极化腐蚀反应,促进腐蚀的进行。

如果碳钢外边的氧化层以及锈层存在孔隙,硫离子、硫化氢离子、亚硫酸离子会依附在铁的表面,进而形成腐蚀点,造成点腐蚀。

除此之外,脱硫装置在不工作的时候,仪器中残存的硫化氢、硫化亚铁等物质,在遇到水、氧后会发生反应,产生硫代硫酸及其盐类。

硫磺回收装置工艺设备腐蚀原因分析及防护对策

硫磺回收装置工艺设备腐蚀原因分析及防护对策

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腐蚀与防护Po—工m备Equi0nt1)4? 石r化设c技,134?gy油Cheial术20Technol3etpme,(o硫磺回收装置工艺设备腐蚀原因分析及防护对策刘燕敦(国石油化.股份有限公司金陵分公司,苏南京203)中T-江103摘要:对硫磺回收装置的再生塔、换设备、器、气余热回收蒸汽发生器,及储罐进行了腐蚀状冷容尾以况和腐蚀机理分析,采取的防腐措施进行了总结,出了下一步的防腐措施和建议。

时提关键词:磺回收装置;备;蚀;硫设腐防护金陵分公司现有三套硫磺回收装置,工能加力分别为4ta5ta及10k/。

这三套0k/、0k/0ta装置设计操作负荷范围均为2~15,别51分于2000年12月、05年2月及202006年6月投产。

装置的进料是炼油装置、化工装置所产生煤1再生塔的腐蚀4ta磺回收装置再生塔规格为3200k/硫0Fm×1T×30T;体材质为2R(n2mll252im塔l0上半部为2R十0r89复合钢板)塔内件为0ClNiTi,0Cr8NiTil9。

的酸性气和来自炼油装置的脱硫富胺溶剂。

三套装置均引进意大利KTI司的专利技术,用公采CAUS克劳斯)分燃烧和RAR(原、收、L(部还吸循环)技术,回收炼油装置、化工装置所产生的煤酸性气和来自炼油装置的脱硫富胺溶剂中含HS的元素硫,产的硫磺通过成形设施生成一生11腐蚀状况.塔类设备腐蚀的特点是碳钢类设备的全面性严重腐蚀。

如溶剂再生塔下半段碳钢材料腐蚀最重。

2008年压力容器检验时发现,塔顶上封头从向下第3孔颈与该人孔法兰对接环焊缝内表面人存在严重腐蚀,用焊缝规测量最深坑蚀达使41mm;.该人孔颈内表面腐蚀严重,用焊缝规使测量最深坑蚀达22mi;4人孑颈内表面同.l第lL样存在严重腐蚀,用焊缝规测量最深坑蚀达使44mm。

经RT检查发现,孔存在率约2,.气O气孔最大为25mm×2mm;渣存在率约.条1.。

硫磺回收腐蚀应对措施

硫磺回收腐蚀应对措施

硫磺回收装置的SO2腐蚀及其应对措施目前,石油炼制行业原油中高含硫油的比例越来越高,炼制过程中产生的H2S气体也随之增多,将炼油过程中污水汽提和溶剂再生产生的富含H2S气体转化为硫磺是硫磺回收装置的主要功能。

随着炼油装置和高含硫原油比例的不断增加,硫磺回收装置的规模也越来越大,硫磺回收装置的腐蚀问题也日益突出。

回收H2S气体,对减少其对环境的污染有重要意义。

因此,了解和分析硫磺回收装置的腐蚀类型,采取相应的措施,是保证硫磺回收装置长周期安全运行的关键。

一、硫磺回收装置腐蚀简介从原料、过程气直到尾气处理后排人大气的整个过程中,硫磺回收装置工艺介质中的H2S、SO2、CS2、硫蒸气及周边大。

气等气体,均会对装置产生不同程度的腐蚀。

根据不同的腐蚀机理,硫磺回收装置主要腐蚀类型及腐蚀部位有:(1)高温硫腐蚀(310℃) 高温硫腐蚀主要发生在装置的高温部位,如酸性气燃烧炉、废热锅炉及废热锅炉出口管线、尾气焚烧炉和其废热锅炉等部位。

(2)低温H2S腐蚀主要发生在装置中温度较低部位,如原料气管线、原料气分液罐、硫冷凝器出口、尾气分液罐及冷却水系统和再生塔回流罐等部位。

(3)低温SO2- O2-H2O(露点腐蚀)和H2S-CO2-H2O (均匀腐蚀、氢鼓泡和氢脆、硫化物应力腐蚀开裂)的电化学腐蚀主要发生在温度低于露点的部位,如过程气管线、尾气管线、液硫脱气管线、硫冷凝器的出口、捕集器、与过程气相连的接管易冷凝部位以及烟囱的顶部。

(4)RNH2(乙醇胺)-CO2-H2S-H2O腐蚀主要发生在胺系统的贫富液管线、再生塔、再生塔塔底再沸器等部位,腐蚀最为严重的部位在再生塔塔底再沸器及其出入口管线、贫富液换热器等温度较高部位。

(5) SO2- O2-H2O腐蚀主要发生在尾气处理装置的急冷塔、急冷水空冷、急冷水水冷、急冷水循环泵及相应的急冷水管线。

(6)大气腐蚀主要存在于装置设备和管道表面,腐蚀的情况取决于装置周边的环境。

硫磺回收装置腐蚀问题分析及防护措施

硫磺回收装置腐蚀问题分析及防护措施

硫磺回收装置腐蚀问题分析及防护措施摘要:在炼油化工的生产装置运行过程中,硫磺装置是非常重要的,而硫磺回收装置的酸性水罐的腐蚀问题是炼油装置的重点关注问题。

硫磺车间是炼油厂的重要组成部分,炼油厂利用硫磺回收装置对化工污水和废气中的硫化氢进行回收,来制备硫磺,以达到环保要求。

在制备硫磺的过程中,硫磺回收装置的酸性水罐的腐蚀情况非常严重,影响了正常的使用。

炼油厂要针对酸性水罐的腐蚀情况采取合理的手段进行有效的防护措施。

关键词:硫磺回收;腐蚀;防护前言随着我国炼油化工企业对原油加工深度和产品质量要求的不断提高,以及国家对环保要求的日趋严格,则对污水与废气的排放要求越来越严格。

一般炼油厂的采用硫磺回收装置回收炼油过程中产生的废气与废水中的 H2S 来制备硫磺。

而由于硫磺回收装置的介质较复杂,并且在高温条件下反应,故硫磺回收装置有些部位易腐蚀。

随着国内环保要求越来越高,硫磺回收联合装置的平稳运行也越来越受到炼油厂的重视,其中有效控制腐蚀则是该装置管理的重点与难点。

一、硫磺回收装置腐蚀机理硫磺回收装置中设备发生腐蚀的类型主要有:H2S-H2O型腐蚀,NH4HS垢下腐蚀、冲刷腐蚀,CO2-H2O型腐蚀,H2SO4、H2SO3凝液腐蚀,高温硫腐蚀。

1) H2S-H2O型腐蚀。

在H2S-H2O 型腐蚀环境中,H2S首先在水中发生电离,使水具有酸性,Fe 在 H2S 水溶液中发生电化学反应生成 FeS,引起腐蚀。

湿 H2S对设备其它重要腐蚀形式是应力腐蚀破裂,主要由于H2S-H2O型的腐蚀环境使坏氢分子形成环境被破坏,导致氢原子易于渗入金属内部,引起金属氢脆和开裂,湿H2S应力腐蚀开裂的形式包括氢鼓泡、氢开裂、硫化物应力腐蚀开裂以及应力导向氢致开裂。

一般发生在应力相对集中或钢材有缺陷的部位,与设备材质的性能、受力状态等有关。

腐蚀初级阶段由于 FeS 膜的形成,阻止了腐蚀的发生和发展,但在设备凝液形成和流体介质冲刷的情况下,FeS膜脱落致使管线的腐蚀速率增加。

硫磺回收装置工艺设备腐蚀成因与防护措施

硫磺回收装置工艺设备腐蚀成因与防护措施

硫磺回收装置工艺设备腐蚀成因与防护措施随着硫磺回收装置工艺设备在工业生产中的应用规模不断扩大,其腐蚀防护的途径也逐渐成为业内广泛讨论的问题。

立足于现状,首先结合具体的硫磺回收装置工艺设备的现状与工艺流程,介绍了硫磺回收装置工艺设备腐蚀防护的主要内容,其次对硫磺回收裝置工艺设备腐蚀成因进行了探讨,最后结合上述内容对硫磺回收装置工艺设备腐蚀防护的策略进行了解析,希望可以有效提升硫磺回收装置工艺设备的运行稳定性,取得良好的经济效益与社会效益。

标签:硫磺回收;腐蚀防护;优化途径引言硫磺回收装置工艺设备在炼油厂等行业中具有广泛的应用,其主要用于处理各种含硫量较高的污水,同时还需要对酸性气体进行预处理。

在实际工作过程中,一般需要借助于高温催化的方式来将大量的硫化氢转化,在回收作业过程中也会形成各种不同类型的酸性气体,导致设备出现腐蚀、损坏的问题。

为了进一步探讨硫磺回收装置工艺设备的腐蚀防护策略,现就硫磺回收装置工艺设备的工艺现状介绍如下。

一、硫磺回收装置工艺设备腐蚀防护概述1.装置现状选择国内某硫磺回收装置工艺设备作为研究对象,该回收装置包括有10000t/a回收装置、220t/h溶剂再生设备以及非加氢型汽提装置构成,在设备运行过程中回收装置包括五个核心部分,分别是溶剂再生、液流成型、液硫脱气以及尾气处理等等环节。

加氢型酸性水汽提装置通过预处理的方式构成酸性预处理环境,为后续的硫磺回收装置工艺设备运行工作创造条件。

2.工艺流程在企业生产过程中需要经过高温热反应与两级催化,该过程中出现的硫化氢的气体含量不稳定,一般可以通过燃烧与分流两种不同的方式来进行解决。

在原料气引入到制硫燃烧炉后,需要对内部的氧气含量进行控制,做好配风比的管理,这样一来就可以将部分未反应完全的硫化氢与二氧化硫进行再次转化,在催化剂的影响作用下,进一步完成烃类原料气的转化,产品的质量才能够得到根本性的保障。

该技术流程的操作难度低、成本投资低,同时后期能耗也相对较低,所以也是目前提升转化率的主要途径之一,应用十分广泛。

硫磺回收装置腐蚀机理与防护分析

硫磺回收装置腐蚀机理与防护分析

硫磺回收装置腐蚀机理与防护分析发布时间:2021-05-14T11:05:41.207Z 来源:《工程管理前沿》2021年2月4期作者:袁家兴[导读] 炼油企业面临着一个共同的问题,那就是如何解决袁家兴黑龙江省大庆市大庆石化公司黑龙江大庆 163000【摘要】:炼油企业面临着一个共同的问题,那就是如何解决在炼油过程中产生的硫磺回收装置的腐蚀,本文对硫磺回收装置做了简单介绍,并对腐蚀机理进行了研究并给出了防腐措施和建议。

【关键词】:硫化氢;腐蚀形态;腐蚀机理;防护措施一、硫磺回收装置腐蚀简介1.高温硫腐蚀高温硫腐蚀的情况主要发生在装置的高温位置,例如:酸性气燃烧炉、废热锅炉及废热锅炉、出口管线、尾气、焚烧炉和其废热锅炉等部位。

2.低温硫化氢腐蚀低温硫化氢腐蚀的情况主要发生在装置的原料气管线、原料气分液罐、硫冷凝器出口、尾气分液罐及冷却水系统和再生塔顶等低温位置。

3.二氧化硫腐蚀硫磺回收装置中过程气管线、尾气管线、液硫脱气管线、硫冷凝器的出口、捕集器、与过程气相连的接管易冷凝部位、烟囱等都是温度低于露点的位置,露点腐蚀和电化学腐蚀主要发生在这些位置。

4.乙醇胺-CO?-H?S -H?O 腐蚀乙醇胺-CO?-H?S-H?O腐蚀主要发生在胺液系统的贫富液管线、再生塔、再生塔塔底再沸器等位置,腐蚀最为严重的部位在再生塔塔底再沸器及其出入口管线、贫富液换热器等温度较高部位。

二、腐蚀机理1.高温硫腐蚀高温硫腐蚀主要是高温含硫过程器中硫化氢、二氧化硫、硫等,如果碳钢设备温度高于二百二十摄氏度时,硫化氢遇铁生成硫化铁,硫化氢发生分解,新生成的活性硫也会与铁发生强烈反应。

这对在线燃烧炉和尾气焚烧炉的内部构件如热电偶、喷嘴等位置有很强的腐蚀性[1]。

2.低温硫化氢腐蚀低温H2S 腐蚀是指温度不高于二百三十摄氏度的H?S—H?O型。

硫化氢与腐蚀介质一起形成了腐蚀环境,对装置的低温部位造成严重的腐蚀。

3.SO2露点腐蚀过程气内含有一定的二氧化硫和一少部分的三氧化硫引起设备的低温三氧化硫和二氧化硫露点腐蚀。

硫磺回收装置存在的腐蚀问题及改进

硫磺回收装置存在的腐蚀问题及改进

的加 工深 度和 产 品质量要 求也 不断提 高 , 同时 因为环境 问题 变 得 越来 越严 峻 , 我 国对环 境 保护 的要 求也 日趋 严格 , 于是 硫磺 回收装 置 的地 位在 石化 工 业 中变得 比 以往任 何 时候 都更 为 重 要 。 由于 回收 过程 中会产 生各 种各样 的腐蚀 问题 , 如 不及时 解 决, 将 严 重 损坏 设 备 , 影 响装 置 的安 全 生产 、 平 稳 和长 周 期运 行, 也 将严 重影 响产 品质量 , 更严 重的会 引起 重大事 故 , 带来 经 济损 失 。
燃 烧 后 的 过 程 气 含 有大 量 的 H : S 、 S O 、 硫蒸汽、 C S 、 C O S 、
3 . 2合理采用设备用料 第一 , 尽可 能 在 产 生高 温 硫 化 腐蚀 的 部位 中增 加 耐热 衬
里, 采用 耐火材料 。譬 如在废 热锅炉 入 口炉管 内插 入高温 陶瓷 保护衬管 。 第二 , 在 容 易 发生 露 点腐 蚀 部 位 , 应增 加 保 温 和 夹 套 伴 热 。如停 工装 置给 汽保 温 , 系统 充 热 N z 保护 ; 尾 气和 脱气 管线 避免 设计 过长 并且 保证 均 匀充 足的 伴热 , 与尾 气相 连的 接管 、 管节 、 仪表接头 、 采样接 头和接管 等增加夹 套伴热 。 第三 , 采 用先 进 的薄挠 性 管板 、 将冷 却 器的 固定 支架 改为 滚动 支座 , 可有效 改进 热应 力腐蚀发 生 。焊 缝时使 用适 当的焊 条则可减 少应 力腐蚀 。 3 . 3重视 数据 分析 成分 分 析 、 液位、 流量、 压力、 温 度等 工艺 参数 都是 生 产装 置操作 中的重 要部分 。 当其 中一 个参数 发生变 化 , 需高度 重视

硫磺回收装置腐蚀防止措施

硫磺回收装置腐蚀防止措施

硫磺回收装置的腐蚀及防护:腐蚀的形态及机理1、高温硫化腐蚀干燥的H2S对碳钢无腐蚀作用,当温度达250以上时,H2S容易分解成活泼性S和H2,S与铁化合生成FeS。

在高温下S对金属的腐蚀比H2S更剧烈。

在400℃下,碳钢与H2S、SO2、硫蒸汽及水蒸汽接触后反应生成硫化铁,导致设备严重破坏,温度越高硫化现象越严重。

FeS是一种疏松的腐蚀产品,易脱落,不起保护作用,所以腐蚀加快,温度越高腐蚀速度越快。

主要反应:Fe+H2S→FeS+H2 ,H2S→S+H2 ,Fe+S→FeS2、氢腐蚀在高温硫化腐蚀过程中反应生成FeS的同时也有H2产生,FeS的形成会阻碍H2S接触母材,有减缓腐蚀的作用,而当H2和H2S共存时,由于氢原子不断渗入硫化物的垢层,导致垢层疏松多孔,使H2S介质不断扩散渗透,造成溶解在钢中的氢原子溶度增大而使受压容器氢脆开裂。

3、低温露点腐蚀SO2易溶于水,其水溶液(亚硫酸)比H2S的水溶液更容易腐蚀金属,腐蚀产物是FeSO3。

但在过程气中SO2与水蒸气化合生成的亚硫酸气,露点温度很低,对系统的损坏较小。

当系统中的O2过剩时,过程气中的少量SO2会进一步反应生成SO3。

在高温的环境下SO3对金属不会造成腐蚀,但当温度降到400℃以下,SO3将与水蒸气化合生成硫酸蒸汽,其反应式:SO3↑+H2O↑→H2SO4↑,在系统的低温部位H2SO4蒸汽会冷凝附于设备表面,发生低温硫酸腐蚀。

主要反应:H2O+SO2+Fe→Fe SO3+H2↑,SO2+1/2 O2→SO3 ,Fe +SO3+H2O→FeSO4+H2↑在硫磺回收及尾气处理装置中容易遭受硫酸和亚硫酸露点腐蚀侵害的设备主要包括过程气管线、硫冷凝器、捕集器、液硫脱气管线的出口和焚烧炉的头部,尤其硫冷凝器和捕集器的腐蚀最为严重。

4、低温湿H2S腐蚀H2S能溶于水,其水溶液呈弱酸性,金属在H2S水溶液中发生电化学反应,金属部位发生阳极反应产生FeS,引起设备的腐蚀。

硫磺回收装置腐蚀分析与防腐蚀措施

硫磺回收装置腐蚀分析与防腐蚀措施

当今 世 界 各 国政 府 对 环 境 保 护 的 要 求 越 来 越
高, 硫磺 回收装 置 尾 气 排 放 标 准 越来 越 严 格 。随 着 高 含硫 气 田的不 断 开 发 , 磺 回收 装 置 潜 硫 量 也 越 硫 来 越大 , 而传 统 克 劳斯 硫 回 收工 艺 硫 收 率 通 常 仅 为
工 艺 。通 过生 产 实践 证 明 , 要 在 生产 操 作 中采 取 只 了科学 的防腐蚀 措 施 , 规 克 劳斯 和 S OT装 置 就 常 C 能有效 减少 腐蚀 并 长周 期 安全 平稳 运行 。
S el 司开 发 的还 原 吸 收 型尾 气处 理 工 艺 典 型代 h l公 表, 排放 尾气 H s小 于 3 0 1 ( ) 是 目前 世 界 0× 0 妒,
压 来提 高硫 回收 率 , 此过 程 气 经 冷凝 冷 却 器 降 温 因 后 的温度与 露点 温 度 接 近 。因此 , 硫磺 冷 却 器 管 程 出 口端 是硫 酸最 容易 形 成 露 点腐 蚀 的环 境 , 其 当 尤 硫 磺 回收装 置实 际处 理 量 低 于设 计 值 时 , 能 造 成 可 实际温 度低 于露 点 温 度 。研究 表 明 , 当硫 磺 冷 却 器 管 程 出 口温 度 低 于 1 0 5  ̄ , 程 气 将 会 发 生 明 显 C时 过
入 捕集 器分 离 , 最后 进 入 S OT尾气 处 理装 置 。 C
近 3 0年 。尽 管该 工 艺存 在诸 如操 作 要求 苛刻 , 产 生
维护 费 用高 , 冷塔 循 环 冷 却 和 胺 液 吸 收 系 统 腐蚀 急
硫磺 回 收装置腐 蚀分 析 与防腐蚀 措施 尾气 处理 装置 主要 由加氢还 原段 和吸 收解 吸段 两部 分组 成 , 硫磺 回收 装 置来 的尾 气 进行 加 氢 催 从 化反 应 , 过废 热锅炉 和急 冷塔 冷却后 , 经 用胺 液 吸收 尾气 中 的 H s组分 , 除 H 脱 s后 的尾 气 中 H s含 量小 于 3 0 1 ( , 气再 经 过 焚 烧 后排 放 , 0 × 0 ) 尾 胺 液再 生解 吸 出来 含 H S的 酸气 再 返 回常 规 克 劳 斯

硫磺回收装置停工期间的腐蚀与保护分析

硫磺回收装置停工期间的腐蚀与保护分析

硫磺回收装置停工期间的腐蚀与保护分析王 珺 中原油田普光分公司 【摘 要】硫磺的回收装置在硫磺化工生产线有着重要的位置,维护防腐蚀亦可保障其持续带来经济效益。

本文着力于分析了硫磺的回收装置其常见的腐蚀性诱因,并从工艺与设计方向出发,提出了一些防护建议。

【关键词】硫磺回收装置;停工期间;腐蚀;保护硫磺回收装置在生产的过程中,由于原料和产物的性质,会产生多种腐蚀类型的腐蚀,对装置的安全生产和设备的维护都有一定的危害,因此针对这些腐蚀必须有合理的防护措施才能保证整个装置的良好运行。

一、硫磺回收装置停工腐蚀类型及原因分析1.硫化氢腐蚀在硫磺回收过程中的气体,容易产生硫化氢、二氧化碳等化学物质,形成了腐蚀的现象。

其中的氢进入钢材中,导致钢材产生氢鼓泡、氢脆的问题,甚至有些裂痕形成。

在硫磺回收装置的酸气管道、酸水压送灌、硫冷凝冷却器内部,很容易产生腐蚀现象。

进行检修的过程中,非常容易发现其中的腐蚀现象,一般呈点状、颜色为黑色或者白色。

而且装置中热换器管束接头的焊接形式是胀接,管子和管板连接位置因为产生了残余应力,而且在硫化氢以及二氧化碳的影响下,会形成腐蚀和裂痕。

2.露点腐蚀在回收气体中除了有硫化氢气体和二氧化硫气体外,还有部分由二氧化硫氧化的三氧化硫,其和水蒸气发生反应后,就会生成硫酸,这些硫酸的露点在140℃~240℃,在不同的温度条件下,它的腐蚀作用也会有很大的差别。

在过程气经过冷凝冷却器降温后,它们的温度就会处在露点的范围内,因此在硫磺冷却器的出口位置最容易出现硫酸腐蚀的现象。

3.化学腐蚀如果尾气中的二氧化硫浓度过高,以及停工时加氢催化剂的钝化操作,就会造成二氧化硫从加氢反应段穿过并进入到急冷塔内,这会造成塔内冷却水pH值的急速下降,如果不进行及时的处理,就容易造成冷却循环系统的酸性腐蚀现象。

此外,二氧化硫也可能会进入到胺液系统,容易导致胺液系统设备和管道的腐蚀。

二、硫磺装置长时间停工保护策略1.工艺防腐控制酸性气中的烃含量,防止由于烃含量突增,造成燃烧炉超温以及影响硫磺质量,导致耐火衬里的损坏,进而腐蚀设备。

硫磺回收装置中硫的腐蚀特性和防腐

硫磺回收装置中硫的腐蚀特性和防腐

硫磺回收装置中硫的腐蚀特性和防腐【摘 要】从硫的物理化学特性入手,详细分析了硫磺装置中硫的腐蚀规律,提出了防腐措施。

【关键词】硫磺回收装置 硫化腐蚀层 防腐周松顺(镇海炼化分公司炼油二部 浙江 宁波 315040)1.1 硫的蒸汽压力硫的蒸汽压力在硫的处理过程中非常重要,硫的蒸汽压与体系总压力有关,硫的饱和蒸汽压随温度的升高而增大。

1.2 硫的密度固态硫三种形式的密度为:正交体硫2066k g /m 3,单斜体硫1954kg/m 3,无定形硫1922 kg/m 3。

液态硫的密度随温度的变化而变化。

在431.35K (158.2℃)时,纯液态硫发生聚合反应,从8个原子的环状结构转化成上百万个原子组成的链状结构。

1.3 硫的粘度纯液态硫的粘度按温度变化呈现出特殊的变化规律。

在140-150℃温度范围内粘度最小,高于周松顺(1963-) 工程师,长期从事设备管理工作。

炼油厂各脱硫装置再生塔顶的酸性气体经管道输送至硫磺回收装置。

酸性气体主要成份有:硫化氢、硫醇类、二氧化碳、水、烃、氨等。

硫磺回收装置制硫过程是一个高温、催化反应过程。

在高温反应阶段,酸性气体主要成分硫化氢被高温氧化为硫的氧化物和部分单质硫。

在催化反应阶段,硫化氢和二氧化硫发生氧化还原反应生成单质硫。

1 硫磺回收装置中硫的存在形式和物理化学特性酸性气体中的硫,大多以硫化合物H 2S X 或H 2S X+1的形式存在,其中X 的大小取决于温度、压力和硫化氢的浓度。

少量以元素硫的形式存在。

还有部分有机硫化物。

160℃时,粘度迅速增加,在大约190℃时达到一个最大值。

这也证明了随着温度的变化,液态硫将形成不同的分子结构。

如果液态硫中有H 2S 的存在,由于分压作用,视H 2S 含量的不同,粘度的最大值将不同程度的降低。

在温度接近490℃时,气态硫粘度达到最大值,也即出现第一个转折点。

随温度的升高,粘度降低,当超过700℃时,粘度出现第二个转折点,随后,粘度受温度的升高而增大。

硫磺回收装置腐蚀分析与防腐蚀控制举措分析

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的发生。

二、硫磺回收装置防腐蚀控制举措1.工艺技术。

首先,考虑到温度与硫磺回收装置腐蚀现象发生间存在非常密切的关联性,即随着温度升高,腐蚀速度会有加快趋势。

在高温环境条件下,硫与金属反应进一步激化,硫分化学性质得到激活,进而造成装置内与铁元素的反应进一步密切,对硫磺回收装置管线、设备产生较为严重的腐蚀影响。

硫磺回收装置的腐蚀与防护

硫磺回收装置的腐蚀与防护
硫磺 回收装 置的腐蚀 与防护
杨斌 ( 中石 化 股份 天津 分 公司炼 油部 , 天津 3 0 0 2 7 0 )
摘要 : 硫磺 的回收装 置在硫磺 化工生产 线有 着重要的位置 , 维护 防腐蚀 亦可保 障其持续 带来经济效益 。 本文着力 于分析 了 硫磺 的 回
收装置其常见 的腐蚀性诱 因, 并从工艺与设计方向 出发 , 提 出了一些防护建议。 关键词 : 硫磺 ; 回收装 置 ; 腐蚀 ; 防护
设备。 根据 系 统生产 量合 理控 制 气风 比, 既 要防 止 出现空 气不 足 产生 黑硫 磺 , 更要 防止 空 气过量燃 烧使 催化 剂失 活 , 造成 急
1 . 2硫磺 过 程气 的腐 蚀 因素
硫磺过程 气是露 点腐蚀的主要 介质 , 多发生在 处理硫磺 尾 气 的低温 范 围 内。 在 过程 气 中, 存 有水分 及S O, , 生 成亚 硫酸 蒸
对设 备和 生产 影响 比较 大的腐 蚀 , 对 于整 个装 置的安 全生 产 ,
同样还 要防护 其他类 型的腐蚀 , 通过 工艺 、 设备等 多方面 内容 , 综 合考量 , 尽 可能 降低 腐蚀对装 置的影响 。
1硫 磺装 置 的腐蚀 发 生 因素分析
1工 艺 防腐
控制 酸性 气 中的烃含 量 , 防止 由于烃 含量 突增 , 造 成燃烧
炉 超温 以及影 响硫 磺 质量 , 导致 耐火 衬里 的损 坏 , 进而 腐蚀 设
备。 精细 操作 , 严格按 照工艺 参数指标 控制温度 , 在满 足工艺 条
件 的前 提下 , 尽 量将 温度控 制在 下 限范 围 , 虽然不 能完 全避 免
烧过程 中 , 一 般发生 在燃烧炉 内构件( 如燃烧火 嘴 、 酸性 气入 口 等) 、 废热 锅炉 出入 口、 尾 气焚烧 炉入 口等 。 由于高温 硫化 腐蚀 主要 影响 因素 为温 度 , 因此 要求 生产 过程 中严禁 超温 , 同时要 控制 好 系统的 气风 比 , 保证 装置 的H s /S O 比值 以及其 他 反 馈设备 运行正 常 , 严格 控制 系统氧 含量 。

硫磺回收装置的设备腐蚀及防护分析

硫磺回收装置的设备腐蚀及防护分析

硫磺回收装置的设备腐蚀及防护分析作者:韩旭雷蕾来源:《科技创新导报》 2015年第13期韩旭雷蕾(中国石油化工股份有限公司洛阳分公司四联合车间河南洛阳 471012)摘要:近年来,由于硫磺回收工艺流程的特殊性,设备腐蚀问题一直是企业和硫磺回收装置面临的重要问题之一。

装置上游环节产生的含硫污水、溶剂再生产生的酸性气体,都对回收装置的各种设备和管线产生了不同程度的腐蚀。

该文将结合笔者实际工作经验,以中石化洛阳分公司四联合车间的硫磺回收装置作为研究对象,分析硫磺回收设备的日常运行状况并对造成设备腐蚀的具体原因进行分析,针对这些具体原因,开展对重点环节和关键因素的治理和优化,实现装置设备的长期、可靠运行。

关键词:硫磺回收装置腐蚀成因和形态防护措施中图分类号:TQ050.9 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)05(a)-0093-02硫磺回收装置常见于炼化企业,其主要作用是处理各个装置和环节产生的含硫物品和酸性气体,并对这些排放物进行无害化、循环利用。

该装置的主要工作机理是:在高温环境中,在具有不同功能催化剂的作用下,将硫化氢转化成单质硫。

因为硫磺回收作业的复杂性,在硫磺回收的操作过程中,不同来源、不同组分的尾气会产生性质差异极大的酸性气体,这些气体对于设备的腐蚀程度也是各不相同的。

生产流程和工艺特点也导致了装置内会发生不同的化学反应,如高温反应、低温反应、应力反应等,这些反应本身和生成物可能对设备造成腐蚀。

该文将针对笔者所在的四联合车间硫磺回收装置相关情况进行分析,找出影响设备腐蚀的关键因素,并采取适当措施。

1 生产装置和工艺流程中石化洛阳分公司硫磺回收联合装置是该公司1000万吨/年炼油工程的配套装置。

本联合装置包括硫磺回收装置、溶剂再生装置、加氢型酸性水汽提装置等部分组成。

石油化工企业中,一般均采用两种硫回收工艺,即工艺路线成熟的高温热反应和两级催化反应的Claus,在硫回收工艺中,根据酸性气中H2S含量不同,通常采用分流法和部分燃烧法,部分燃烧法是将全部原料气引入制硫燃烧炉,在炉中按制硫所需的氧气量严格控制配风比,使H2S燃烧后生成SO2的量满足H2S/SO2接近于2,经过反应生成气态硫磺。

硫磺回收装置工艺设备腐蚀成因与防护措施

硫磺回收装置工艺设备腐蚀成因与防护措施

环球市场工程管理/-257-硫磺回收装置工艺设备腐蚀成因与防护措施王孟军内蒙古鄂尔多斯市乌审旗图克中天合创化工工业园区中天合创化工分公司甲醇部摘要:硫磺回收装置属于末端装置,由于原料复杂,设备腐蚀不仅有化学腐蚀还有电化学腐蚀,还可能多种腐蚀同时存在,因此硫磺装置的设备腐蚀较严重,不但会造成设备寿命缩短、非计划停工,甚至会发生人身伤亡事故。

腐蚀问题虽不可避免,但其危害仍是可以控制和消除的。

装置技术人员应了解腐蚀机理、腐蚀类型,从合理选材、工艺操作、设备设计制造等诸多方面采取综合措施,从而确保装置的安全平稳长周期运行。

基于此本文分析了硫磺回收装置工艺设备腐蚀成因与防护措施。

关键词:硫磺回收装置工艺;设备腐蚀;成因;防护措施1、装置概括硫磺回收装置是中天合创鄂尔多斯煤炭深加工示范项目的配套项目,回收处理项目包括低温甲醇洗单元来的酸性气、一氧化碳变换单元来的酸性气以及气化单元酸性气分离器来的酸性气中的硫,实现尾气达标排放,属于环保装置。

2、硫磺回收装置工艺过程Claus 制硫总的反应可以表示为:Claus 系统是由硫化氢与氧气部分燃烧的热反应段及两级常规Claus 催化反应段组成,两级Claus 反应后,硫回收率可达93~95%。

Claus 制硫总的反应可以表示为:2H 2S+O 2→2/XSX +2H 2O +Q (1)在反应炉内,反应(1)是部分燃烧法的主要反应,反应比率随炉温变化而变化,炉温越高平衡转化率越高;除反应(1)外,还进行以下主反应:2H 2S +3O 2→2SO 2+2H 2O +Q (2)采用分流法时,反应炉内的主反应是反应(2),进入反应炉的H2S 几乎全部生成SO2。

在转化器中发生以下主反应:2H 2S +SO 2→3/XSX +2H 2O +Q (3)由于酸性气中存在烃类,反应炉内还发生烃类的分解反应。

CXHY +(X +Y/4)O 2=XCO 2+Y/2 H 2O +Q (4)在转化器中除反应(3)外,在300℃以上还发生 CS2和 COS 的水解反应:CS 2+2H 2O →2H 2S +CO 2+Q(5)C0S +H 2O →H 2S +CO 2+Q来自低温甲醇洗单元的酸性气和气化单元的高闪气分别进入酸性气分液罐261V01和261V03经脱液后,经蒸汽预热器(中低压1.3MPa)预热后,分两系列进入制硫燃烧炉(261H01)的火嘴;根据制硫反应需氧量,通过比值调节严格控制进炉氧气量,经燃烧,将酸性气中的氨和烃类等有机物全部分解。

硫磺回收工艺介绍

硫磺回收工艺介绍

硫磺回收工艺介绍硫磺是一种常见的化工原料和中间体,在许多行业中广泛应用。

然而,硫磺的生产和使用都会产生大量的硫磺废水和废气,对环境造成严重污染。

为了解决这个问题,硫磺回收工艺应运而生。

下面将介绍一种常用的硫磺回收工艺,氧气浮选法。

氧气浮选法是一种使用气体来回收并净化硫磺废水和废气的方法。

该工艺主要包括氧气喷吹、气浮池、沉淀池和过滤池等设备。

首先,在氧气喷吹阶段,通过将高纯度的氧气喷入硫磺废水中,提供足够的氧气以增强氧化反应的速率。

同时,氧气还可以将硫磺中含有的杂质气体(如硫化氢)气化,使其更容易分离和去除。

接下来,处理过氧化反应后的硫磺废水会进入气浮池。

在气浮池中,通过向废水中注入大量的微细气泡,使气泡与废水中的硫颗粒发生作用,形成气泡-颗粒复合物。

这些复合物会浮在废水表面,形成气雾层。

然后,气雾层上的硫磺颗粒会随着污泥回流到底部,形成反向运动。

最后,这些反向运动的硫磺颗粒会经过沉淀池和过滤池的过滤和沉淀步骤,从而去除废水中的污染物。

在该氧气浮选工艺中,主要依靠气泡的浮力和与颗粒的附着作用来实现硫磺颗粒的分离和回收。

与传统的化学沉淀和机械过滤工艺相比,气浮法具有处理效率高、占地面积小、操作简单等优点。

此外,氧气浮选法还可以进行硫磺废气的回收。

废气中的硫化氢等硫磺化合物通过氧气的气化作用转化为二氧化硫,并随着气泡一起升至空气中,形成硫磺雾。

然后,利用过滤和凝结技术将硫磺雾捕集和液化,最终得到高纯度的硫磺产品。

综上所述,氧气浮选法是一种高效、经济的硫磺废水和废气回收工艺。

通过该工艺,可以实现对硫磺废水和废气的净化和回收利用,同时减少对环境的污染。

在未来的发展中,我们有望进一步完善和优化该工艺,以更好地满足环境保护的需求。

硫磺装置腐蚀分析及对策

硫磺装置腐蚀分析及对策

硫磺装置腐蚀分析及对策近年来,随着进口高含硫原油炼制的增加,为了适应生产的需要和环保要求,山东汇丰石化硫磺装置于2008年建成投产。

如何认识和解决设备腐蚀问题已成为保证硫磺装置安全生产的关键,根据相关资料和同行交流发现硫磺装置腐蚀有以下特点:制硫过程腐蚀的主要形态在制硫装置过程气中含有SO3、SO2、H2S、CS2、水蒸汽、硫蒸汽等高温气体,以及从加氢反应器出来的高温气体进入急冷塔水洗后形成的酸水,对设备产生的腐蚀,其中主要的腐蚀是酸水电离腐蚀、电化学腐蚀、高温硫腐蚀、低温SO3露点腐蚀和低温SO2露点腐蚀。

一、设备腐蚀分析1、酸水电离腐蚀SCOT加氢反应器出来的高温过程气中含有H2S、SO2、S等介质,进入急冷塔(C-201)冷却。

该过程气主要成分是硫化氢,硫化氢本身就是一种弱酸,不稳定,有剧毒,常温下一体积水能溶4.65体积硫化氢气体。

硫化氢在水中溶解的电离平衡如下:H2S = H+ + HS- K1=1.1×10-7HS-= H+ + S- K2 =1.1×10一15硫化氢与金属反应生成硫化物H2S+Fe=FeS↓+H2↑这就是硫化氢腐蚀钢材的机理。

但是在制硫燃烧炉生产操作过程中出现配风不合理时,过量的SO2进入尾气系统加氢反应器,其负荷超过设计值时,多余的SO2进入急冷塔,与水形成亚硫酸,亚硫酸具有很强的腐蚀性,对设备产生严重的腐蚀。

其在水中溶解的电离平衡如下:H2O + SO2= H2SO3=H+ + HSO3一= H++ SO32-亚硫酸与金属反应:2H+ +Fe=Fe2+ +H2↑2、电化学腐蚀在急冷塔系统中,冷却水与过程气直接接触,使冷却水变成酸性水,在系统中形成电解质溶液,换热器材质为碳钢,在换热器管束表面和管束固定板焊口处发生电化学腐蚀。

钢材上的铁失去电子,碳作为电极,氢在其上面接受电子形成氢气,与电解质溶液形成一个回路。

其电化学反应:Fe-2e Fe2+2H++2e Fe这种电化学腐蚀发生在急冷塔系统中的换热器上较为严重。

硫磺回收装置腐蚀若干问题探析

硫磺回收装置腐蚀若干问题探析

硫磺回收装置腐蚀若干问题探析摘要:目前的硫磺回收装置采用克劳斯炉系统将H2S转化成液硫,然后进入硫磺成型装置制备固体硫磺。

克劳斯炉系统生产的液硫通常含有质量分数250~300μg/g的硫化物。

根据GB/T2449.2—2015《工业硫磺第2部分:液体产品》的要求,液硫中硫化氢(H2S)和多硫化氢(H2Sx)的质量分数(以H2S计)须低于15μg/g。

基于此,所有硫磺回收装置均设置有液硫脱气系统。

不同工艺包采用的脱气方案不同,原理都是使H2Sx分解为H2S,再进一步氧化为单质硫。

通常采用空气作为脱气介质,空气中的氧气可以使H2S氧化为硫。

液硫脱气设备的腐蚀非常复杂,一方面,液硫本身具有腐蚀性,液硫中的H2S、氧气及水等介质对腐蚀影响也很大;另一方面,不同工艺包采用的脱气方案有所不同,设备选用材料不同,腐蚀机理和腐蚀严重程度也会有所区别。

关键词:硫磺回收装置;腐蚀问题引言引起硫磺回收设备腐蚀的原因有许多,比如化学物质、电化学物质以及环境因素等,虽然现代硫磺回收设备在生产和设计时加入了一定的防护技术,但是在各种因素的影响之下,无可避免的遭遇到各种腐蚀的情况。

随着硫磺回收设备的应用越来越广泛,解决其腐蚀问题是保证设备质量、延长设备使用寿命的重要举措。

所以企业要积极的采取防护措施才能保障企业的经济利益,维持硫磺回收设备的正常使用。

1H2S腐蚀1.1H2S泄漏危害H2S侵入人体的主要途径是鼻腔、口腔,经人体黏膜吸收比经皮肤吸收中毒更快,短时间内意外接触高浓度H2S会导致电击式死亡。

H2S对黏膜的局部刺激作用是由接触湿润黏膜后形成的硫化钠以及本身的酸性所引起的,人的中枢神经对缺氧最敏感,吸入H2S后首先受到损害的就是中枢神经。

1.2典型案例硫磺回收装置克劳斯单元处理来自酸性水汽提和溶剂再生单元的高浓度H2S酸性气,在湿H2S环境下要高度重视管道和设备的材料选择、焊材选择和焊缝处理。

(1)H2S案例一:根据报道,某炼油厂渣油加氢装置酸性气体脱硫系统胺液再生塔塔顶空冷器原设计出口管道规格为89mm×5mm,采用20号无缝钢管,1990年装置投产后多次发生腐蚀穿孔泄漏。

硫磺回收工艺简介解读

硫磺回收工艺简介解读

99.8 99.0 99.0 99.5 99.8
1980 1990 1996 1997 1999
6
7 8 9 10 11
茂名石化公司
广州石化总厂 安庆石化总厂 金陵石化公司 扬子石化公司 上海金山石化公司
炼厂气
炼厂气 炼厂气 炼厂气 炼厂气 炼厂气
RAR
SCOT SuperClaus RAR Sulfreen Sulfreen
硫磺回收工艺简介
Clauspol-300工艺
Clauspol-300工艺是在Clauspol-1500工艺的基 础上发展起来的,Clauspol-1500工艺是法国IFP开发 的,自1971年第一套工业装置投产以来,迄今为止已 有35套工业装置投入运转。1993年,IFP在改进了 Clauspol反应塔部分的溶剂循环回路冷却方式和采用 精确可靠的在线分析仪改善H2S/SO2的比值控制后,推 出了Clauspol-300工艺,使装置的硫回收率由98.5%提 高到99.5%。迄今为止采用Clauspol-300工艺建成的工 业装置有5套,大连西太平洋石化公司的300吨/日硫回 收装置就是其中的一套。在Clauspol-300的基础上, IFP又推出了Clauspol-99.9工艺,该工艺采用溶剂循 环减饱和回路新技术和高水解活性的CRS-31催化剂, 据称装置总硫回收率可达到99.9%,但未见工业化报道。
硫磺回收工艺简介
3.工艺技术比较
制硫部分的工艺技术目前通常都采用改 良Claus(亦称常规Claus)工艺回收酸性气中 的元素硫。因为与其它硫回收工艺相比较,改 良Claus工艺在石油天然气加工领域,是从酸 性气中回收元素硫效率最高、投资最省、工艺 最成熟的一种方法。 尾气处理部分的工艺技术目前国内引进和 开发的主要有以下几种:SCOT、SuperClaus、 MCRC、RAR、Clauspol-300及SSR技术。
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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
次形成露点腐蚀条件,对后续管道及设备造成威胁。

(2)硫化氢腐蚀。

在硫磺回收装置的过程中,最常见的腐蚀形式之一包括硫化氢腐蚀。

因为受压力的作用,高强度的合金钢或者钢材质在硫化氢环境中发生腐蚀开裂、脆性变化。

这种裂缝形式主要以穿晶型为主,处在设备的应力区域中。

如果管道或者設备存在缺陷、没有消除应力,就将加大应力腐蚀的可能性。

例如,硫化氢的腐蚀多造成硫池内盘管的泄漏现象。

在硫池中,含有一部分硫化氢,如果硫化氢的腐蚀环境造成影响,则可能是盘管出现泄漏而造成的。

(3)二氧化碳腐蚀。

经过加氢处理并冷却之后的硫磺回收装置中的尾气,被二乙醇胺吸收,进入再生单元。

对于存在宰酸性气中的约为0.2-0.25体积的二氧化碳,经过制硫系统之后,和尾气一起进入到再生单元中,对再生系统的设备造成腐蚀。

处于化合状态或者游离状态的二氧化碳,都有发生腐蚀现象的可能性。

尤其在水环境或者高温中。

Fe和CO2在有水的条件下发生反应,产生Fe(HCO3)和FeCO3,属于较为疏松的腐蚀产物。

管线不断受到流体的冲刷作用,从而导致腐蚀物脱落,然后重新从新的部位开始腐蚀,形成恶性循环。

(4)硫酸露点腐蚀。

硫酸露点腐蚀是因为燃料之中硫元素因为在燃烧之时有SO2、SO3,如果换热、面的外表面的温度同烟气温度低之时,那么则会出现硫酸雾露珠在换热面上存在,使得换热满出现腐蚀现象,因为重油或者包含有硫瓦斯作为燃料的锅炉以及工业加工炉,通常因为在烟气之中出现硫酸或者是亚硫酸,导致预热器以及烟道等等温度较低之处出现腐蚀现象,则被称之为硫酸露点腐蚀。

因为在燃料之中一般会包含有2%—3%的硫化物,那么就会生成SO2,在这之中1%-2%的SO2因为受到烟尘以及金属氧化物等等的催化作用之下而出现SO2,接着再通燃烧气体之中包含的水分子结合而产生硫酸,在烟气露点温度的附近,可以在金属的表面出席那硫酸溶液进一步将金属腐蚀,出现硫酸露点之时,会在金属表面附着,出现腐蚀现象,导致设备穿孔而导致报废。

因为烟气露点没有规律可循,岂会随着烟气之中水汽含量以及SO2、SO3的含量而变化,所以完全避免露点腐蚀较难。

(5)硫化氢应力腐蚀。

在含有相同H2S介质的条件下,其中不仅含有水蒸气,H2S露点腐蚀破裂的发生,在金属材料的薄弱部位,例如非金属、孔穴夹杂的地方以及腐蚀容易产生的地方。

组织低韧性以及高强度的微金属,其硬度是很高的,直接影响着设备的抗硫化氢应力腐蚀。

残余应力可以直接导致应力产生腐蚀,尤其实长期生活在含有硫化氢的工作环境中,防止应力腐蚀的最有效的方法就是降低容器的焊接残余应力。

材料的硬度直接影响着H2S应力的腐蚀有效是的有效举措。

与H2S的关系较大,钢材(包括母材和焊缝)硬度的控制最高不超过200HB,可直接避免或减轻,防止H2S应力腐蚀开裂。

三、防腐措施与对策
(1)工艺角度
1、严格控制气风比,保证H2S/SO2的比值在2/1,若波动幅度过大,会导
致硫转化率额降低,设备的腐蚀加剧。

若长期控制不当,腐蚀问题会很快体现出来。

2、对于含NH3的酸性气要严格控制,防止其超温超标,同时污水汽提单元要加强脱油频次,防止含NH3酸性气带油进入燃烧炉产生其他的腐蚀性气体,对炉子及其他设备产生腐蚀。

3、尾气处理单元要严格控制H2含量,保证尾气中SO2完全转化为H2S,防止剩余的SO2进入急冷塔和吸收塔对塔盘和塔体等设备造成腐蚀。

4、在开停工阶段,由于波动幅度较大,极容易对设备造成腐蚀,所以要不断优化操作尽可能减少腐蚀,停工吹扫后的设备要加强维护,避免长时间接触氧气而产生腐蚀。

(2)加强温度控制。

加强温度控制,是避免硫磺回收装置腐蚀的主要手段。

一方面,本装置主燃烧炉的废热锅炉出口温度约为320℃;焚烧炉的蒸汽过热器出口温度则为350℃。

由于受到工艺条件的限制,难以将温度降低。

因此只能在满足工艺条件的前提下,尽量将温度控制在下限范围,虽然不能完全避免高温硫腐蚀;但是可以完全避免露点腐蚀;在设备的一级、二级、三级冷却器管口处,温度约为150℃,其他温度则处于标准范围内,这种情况基本杜绝了高温硫腐蚀或者露点腐蚀问题;另一方面,在硫磺回收装置正常作业情况下,由于温度的变化或者管束、壳体膨胀系数等差别,可能造成焊缝的应力变化,与焊接应力共同发生作用,在表面形成疲劳裂纹或者腐蚀裂纹,如果裂纹沿着管壁到外表面,则发生泄漏。

因此,如果能保持稳定的操作温度,将更利于提高设备工作效率、延长使用寿命。

同理,在设备停止作业的情况下,如果仍能保持较高温度,就可避免存在大量的冷凝水,控制腐蚀现象。

(3)改善除氧水质。

如果水中含有的氯离子过高,其表面钝化膜就可能出现点蚀现象。

既可能造成管壁穿孔现象,也是引发应力腐蚀裂纹的主要原因。

如果水质硬度较大,则管壁内的水垢沉积严重,不利于导热,当局部温度过高,就可能产生应力裂纹。

另外,水质的PH值、碱度等指标,也会对应力腐蚀造成影响作用,需加强控制。

(4)设备角度。

反应器和硫冷却器内衬都采用耐酸衬里,冷却器固定管板高温侧还采用热喷铝防腐,达到保护冷却器的目的。

再生塔塔体上端选用20R+0Cr18Ni10Ti符合钢板,下端选用20R材料,塔盘采用0Cr18Ni10Ti不锈钢制造,能够提高对H2S、CO2+H2O的抗腐蚀能力。

燃烧炉材质选用20R,能够消除低温硫化氢的应力腐蚀。

对于盛装液硫的容器,为防止第五年硫化氢应力腐蚀,壳体部分均采用20R 制造并热处理。

除以上几个方面外,操作人员还要提高操作技能,在巡检维护过程中,要及时地发现设备出现腐蚀的隐患,杜绝安全事故的发生。

(4)制硫尾气吸收溶剂分析
表1 硫磺回收装置尾气吸收再生系统典型运行數据
硫磺回收装置使用的复合脱硫剂溶液在吸收的同时也吸收了部分CO2,被吸收的CO2在脱硫剂溶液再生时进入再生酸性气,又循环到清洁酸性气中。

随着装置运转时间延长,系统中积累的CO2浓度也越来越高,造成清洁酸性气中的浓度越来越高,而H2S浓度则相应下降。

硫磺回收装置制硫尾气使用甲基二乙醇胺(MDEA)溶液作为脱硫剂。

现场MDEA使用浓度在30-35%之间。

MDEA在原料气H2S,CO2共存时,对H2S 具有较好选择性,不易降解等优点,正常情况下,可以满足工艺要求。

四、结语
硫磺装置的设备腐蚀问题是不可避免的,因为腐蚀介质几乎贯穿全装置,治理腐蚀问题一直是影响装置长周期运行的关键。

因此,针对硫磺产生腐蚀问题的解决措施,应结合实际作业情况,强化硫酸回收装置工艺设备中的腐蚀监测技术手段,制定一套合理的长周期运行方案,从源头杜绝发生腐蚀,确保设备平稳运行。

参考文献:
[1]夏毓芳.硫磺回收装置酸性气燃烧炉的设计改进[J].硫酸工业,2011(3)
[2]张立胜、裴爱霞、汤麟,等.硫磺回收装置腐蚀原因及机理研究[J].石油化工设备技术,2011(5)
[3]蒋大伟、朱波.硫磺回收装置腐蚀机理分析及防护措施[J].广东化工,2009(11)。

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