硫磺回收装置腐蚀原因及机理研究_张立胜
硫磺回收装置急冷水腐蚀泄漏分析及对策
| 149膜，但由于膜的脆性，随着厚度的加大和流体的冲刷，这层保护膜可能就会脱落，因此新的金属表面重新暴露在腐蚀介质中。
该环境中的腐蚀反应机理可以表示为：H 2S =H+ +HS -HS -=H+ +S 2-阳极反应 Fe =Fe 2++2e Fe 2+ + HS - =FeS + H +Fe 2+ + S 2-=FeS 阴极反应 2H + +2e =2[H]2[H]渗入金属内部总反应Fe +H 2S =FeS+ H 2由于氢原子不断渗入硫化物的垢层，导致垢层疏松多孔，使H 2S 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弯头硫化氢应力腐蚀开裂。
硫磺回收装置尾气系统也存在一定的CO 2腐蚀，因为溶液中少量未脱除的CO 2在有水的条件下会形成CO 2腐蚀，因为二氧化碳溶入水后对金属材料有极强的腐蚀性，在相同的pH 值下，由于二氧化碳的总酸度比盐酸高，因此，它对钢铁的腐蚀比盐酸还严重。
实验表明，当温度＜60℃时，二氧化碳对碳钢的腐蚀速率随着温度的升高而增加，当温度＞60℃后腐蚀速率反而降低，在60℃时出现最大值，这是因为温度的升高能加速化学反应速率，而随着温度的升高，腐蚀产物(FeCO 3)的溶解度逐渐下降，促使腐蚀产物在碳钢表面形成保护膜，从而降低了腐蚀速率。
而为了保障冷却吸收效果，急冷水温度一般控制在30～45℃。
1 概述新特能源股份有限公司10kt/a 硫磺回收装置由常规Claus 制硫、尾气处理SSR 、硫磺成型3个部分组成，其中尾气处理采用加氢还原吸收工艺，日常运行状态下急冷塔是对加氢后的尾气进行冷却、水洗的场所。
其主要作用是降低加氢尾气的温度，使之达到理想的吸收温度。
同时通过水洗去除杂质，保护后续胺液吸收系统。
醇胺吸收硫化氢的最佳温度是40～45℃。
因此，加氢尾气经过急冷塔后，被迫降低至40℃或更低。
加氢尾气自塔底进入，与塔顶来的急冷水逆流接触，在塔内填料间完成传热。
换热后的急冷水自塔底流出，经急冷水泵加压，过滤器去除杂质，再经水冷却器降至更低的温度，重新返回急冷塔内作用于尾气。
硫磺回收装置生产运行影响因素分析及相关措施
硫磺回收装置生产运行影响因素分析及相关措施摘要：随着国家环保要求的不断提高，为了达到保护自然环境的要求，石油化工企业要加强硫化物的回收与利用，因此硫磺回收装置的地位愈加重要。
硫磺回收装置能否高效生产运行，是提高石油化工企业的经济效益和可持续发展的前提条件。
本文分析了硫磺回收装置高效生产运的影响因素，并提出了相关的解决措施。
关键词：硫磺；回收装置; 腐蚀; 制硫一、前言硫磺装置包括硫磺回收、尾气处理、液硫脱气、尾气焚烧、液硫成型五部分。
由于原油中含有一定量的硫化物，随着高硫原油进口的增加，以及大量含硫燃料油的深加工，释放的硫化物是破坏环境和污染空气的元凶。
硫磺回收是一件国计民生的大事，所以硫磺回收装置作为石油化工企业配套的环保装置越来越被重视。
二、影响硫磺回收装置高效运行的问题（一）硫磺回收装置工艺设备腐蚀(1)高温硫腐蚀。
高温为硫腐蚀制硫设备产生了条件。
一般在250℃左右的高温下，极其容易产生高温硫腐蚀这一现象。
高温硫腐蚀经常会发生在装置设备中的高温部分，如制硫炉内构件、高温掺合阀、废热锅炉、反应器内构件和尾气焚烧炉等部件。
硫化物、单质硫对设备的腐蚀，会随着温度的升高而加重。
（2）硫化氢腐蚀。
硫化氢的腐蚀作用极强。
强度极高的钢材合金产品会因受到硫化氢的腐蚀而产生裂痕，如若防护不当会导致设备出现泄漏等现象，从而影响整个硫磺回收的工作过程。
（3）二氧化碳腐蚀。
二氧化碳和铁在高温或者有水分的情况下，极容易发生化学反应，生成一种不坚硬的碳酸铁。
碳酸铁中的酸性成分含量较高，具有一定程度的腐蚀性，所以二氧化碳腐蚀也是硫磺回收装置工艺中很常见的腐蚀类型之一。
（4）温度变化导致的露点腐蚀。
硫磺回收工艺流程中，系统设备管线中存在硫、硫化氢、二氧化硫及三氧化硫等腐蚀性介质及水蒸气，这些介质在低于露点时形成酸性冷凝液，造成低温露点腐蚀，从而对碳钢材质的设备造成腐蚀。
当温度低于150℃时易发生露点腐蚀，温度越高，腐蚀越轻，温度越低，腐蚀越严重。
硫磺回收装置腐蚀原因及防护措施
一
Ｈ 一 Ｈ ＋Ｓ一 Ｓ一 其 次 ， 属 在 ＨＳ水溶 液 中发 生 电 化学 反 应 ， 金
金 属 中 的碳 作 为 电极 ， ｅ失去 电 子 ， 电极 上 Ｆ Ｈ 在 接 受 电 子生成 Ｈ ， 体反 应 如下 ： 具 阳极 反应 ： ｅ Ｆ ＋２ Ｆ— ｅ
套 ０７Ｘ１ ／ 磺 回收 装 置 ， 法 满 足 新 增硫 ． ０ ｆ ａ硫 无 回收装 置 。 因此 ， 何 解决 硫 磺 回 收装 置 的设 备腐 如
２中 石 油 安 伞 技 术 研 究 所 ， 宁 大 连 辽
摘 要
针 对 国 内硫 磺 回 收 装 置 实 际 生 产 中
低 温 湿 Ｈ Ｓ腐蚀 主要 发 生 在 装置 中温 度 较 低
存 在 的设 备 腐蚀 问题 ，根 据 不 同的 腐 蚀机 理 进 行 了腐 蚀 分类 ，分析 了腐蚀 原 因并提 出 了具体 的 防 护措 施 。
阴极 反 应 ：Ｈ ＋２ — Ｈ ｆ ２ ｅ 二 次 反应 ：ｅ ＋ｓ Ｆ ！ 一 ＦＳ ｅ 总 反应 ： ＋ＨＳ— ｓ＋Ｈ： ｆ 从 以上 反 应 可 以看 出 ，金属 在 Ｈｓ水 溶液 中 南于 阳极 反 应 产生 ＦＳ 引起 设 备 的均 匀 腐 蚀 ； ｅ， 阴 极 反 应生 成 的 Ｈ： 以渗 透 到 金 属 的缺 陷处 ， 可 引起
关键 词 １ 概 述 硫磺 回收 硫 腐蚀 腐 蚀 类型
的地 方 ， 原 料 气 管线 、 料 气分 液 罐 、 冷 凝 器 如 原 硫 出 口 、 气捕 集 器 、 冷 水 系统 和再 生 塔 顶 回 流罐 尾 急 等部 位 ：
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：某炼油厂硫磺回收装置的主要作用是将H2S转化成液硫，然后进入硫磺成型装置制备固体硫磺。
硫磺回收装置在各种因素的影响下，存在着严重的腐蚀问题，影响着生产装置的安全运行，本文主要分析了硫磺回收装置的腐蚀问题，并提出了腐蚀防护措施，以保障硫磺回收装置长周期稳定运行。
关键词：设备腐蚀；硫磺；回收装置；H2S引言在硫磺回收生产装置中，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。
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Φ89mm×5mm，采用20号无缝钢管，在生产装置投产后多次发生腐蚀穿孔泄漏。
论述硫磺回收设备腐蚀原因及对策
论述硫磺回收设备腐蚀原因及对策摘要：硫磺回收装置的腐蚀一直是炼油企业面临的普遍性问题之一。
文章主要结合某硫磺回收联合装置的实际情况，主要针对硫磺回收工艺设备的工艺析理及腐蚀原因进行了分析，并提出了相应的防腐措施，旨在有效了保证设备的安全运行及提高工作效率。
关键词：硫磺回收工艺原理腐蚀原因防护中图分类号：g267 文献标识码：a 文章编号：1 概述某硫磺回收联合装置，是由80000t/a硫磺回收装置、两列处理能力均为340t/h的溶剂再生装置、110t/h非加氢型酸性水汽提装置、70t/h加氢型酸性水汽提装置组成。
其中硫磺回收装置由制硫、尾气处理、液硫脱气、尾气处理及液硫成型五部分组成；溶剂再生为一部分；非加氢型酸性水汽提装置由酸性水预处理和酸性水汽提两部分组成；加氢型酸性水汽提装置由酸性水预处理、酸性水汽提和氨精制三部分组成。
2 工艺原理在石油化工企业中一般均采用工艺路线成熟的高温热反应和两级催化反应的claus硫回收工艺，根据酸性气中h2s含量不同，通常采用部分燃烧法和分流法，酸性气浓度较高时采用的是部分燃烧法，此法是将全部原料气引入制硫燃烧炉，在炉中按制硫所需的o2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，h2s与so2在炉发生高温反应生成气态硫磺。
未完全反应的h2s和so2再经过转化器，在催化剂的作用下，进一步完成制硫过程。
对于含有少量烃类的原料气用部分燃烧法可将烃类完全燃烧为co2和h2o，使产品硫磺的质量得到保证。
3 腐蚀原因分析3.1 高温硫腐蚀对于产生高温硫腐蚀作用，其主要介质为高温过程中，气体产生的二氧化硫、气态硫或者硫化氢等。
如果碳钢设备温度在260-300℃左右，就可能出现高温硫化氢腐蚀现象。
由于硫化氢与铁产生反应，生成硫化亚铁；而单质硫与铁也会产生强烈的反应。
这种腐蚀现象多发生于酸性气的燃烧过程中。
一般废锅管束内漏现象，大多由于高温硫腐蚀作用而成，主要原因为：由于多次改变管束迎火面的隔热衬里，一些陶瓷保护管已经出现破损现象，即使衬里恢复，也会留下缝隙，而高温烟气直接对管束的焊缝造成腐蚀作用，引起泄漏。
浅谈炼油部硫磺回收装置酸性水罐的腐蚀与防护
浅谈炼油部硫磺回收装置酸性水罐的腐蚀与防护发布时间：2022-09-30T03:44:10.274Z 来源：《工程管理前沿》2022年11期作者：张树松[导读] 近几年，随着国内石化工业的快速发展张树松中国石油化工股份有限公司天津分公司炼油部联合四车间天津市300270摘要：近几年，随着国内石化工业的快速发展，各大石化企业的生产任务日益繁重。
炼油企业很有必要针对硫磺回收装置的腐蚀问题进行深入的研究和提出解决的方案。
近年来腐蚀问题一直是我国石油化工企业关注的热点，对其进行了较为详尽的论述，期望对炼油厂的发展起到一些作用。
关键词：酸性水罐；应力腐蚀；钛纳米聚合物涂料引言炼油厂是国家的重点工程项目，随着国内原油用量的不断增加，其管理工作也日益受到重视。
在该工艺中，硫磺回收装置是一个非常关键的环节，通过对废水和尾气中的硫化氢进行再循环再生产。
硫磺回收装置的酸性已经受到很大的侵蚀，对其的正常运行产生了很大的影响。
炼油企业应根据硫磺回收装置的酸性的腐蚀状况，采取合理措施进行有效的保护。
一、酸性水罐的相关介绍炼油部联合四车间1#酸性水汽提装置，是对常减压、催化、加氢等生产过程中产生的硫化物废水进行综合利用。
蒸汽提塔侧线加压、汽提和使用CO2和H2S的挥发率高于NH3，但其溶解性小于NH3。
V3412/A.B （5000立方米）和V3 402/A（2000立方米）V3402/B（400立方米）的主要功能是对常减压、催化、加氢等生产过程中产生的硫化物废水进行缓冲和贮存。
通过对含硫的废水进行脱气后，用原料泵P-3401/A.B.C将其送入塔中进行进一步的净化。
该工艺因其组成成分比较复杂，包含H2S,NH3,CO2油等各种介质具有强烈的腐蚀性，对在早期的原料水罐中应用环氧涂层具有很大的破坏性，在几年后出现鼓包、涂层变硬、破损，无法起到防腐涂层的效果。
主要的侵蚀位置为底部和内壁，其表层形状为接近焊接处的贯穿裂缝。
V3402/B未满两个检修周期就更新了，另外V-3412/A.B出现了严重的应力侵蚀，V-3412/A罐内重新做了防腐处理，V-3412/B于2016年也进行了更新。
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。
硫磺回收装置腐蚀与防护
吸收 （Ｃ Ｔ ３ 艺 。 Ｓ Ｏ ）￣ 使总硫 回收率可达 ９ ． ９ ％。装置运 ８
行过 程 中 ，由于腐 蚀原 因设 备 曾出现过 许多故 障 ，
对设 备腐 蚀 问题进行 分 析讨论 。
１ 硫 磺 回收 反 应 原 理
硫 磺 回 收 装 置 的 关 键 设 备 是 酸 性 气 燃 烧 炉
Ｆ６１ ３ ０ 。操 作 中控制 配 风量 使 酸性 气 中 １３的硫化 ／ 氢 完 全 燃烧 生 成 二 氧 化 硫 ，然 后 与 剩下 的 ２３硫 ／
化氢 进 行 反应 。 在燃 烧 炉 中发 生 的是 高温 热 反应 ， 在 反应 器 内发 生 的 是 克 劳斯 催化 反 应 ，反 应 结果
梁 晓 乐 ， 连 棠 ， 海 燕 张 张
（ 国石 油 华 北石 化 公 司 ， 北 任 丘 ０ ２ ５ ） 中 河 ６ ５ ２
摘 要 ： 对 某 石 化 公 司 ４ ｋ／ 硫 磺 回 收 装 置 多年 来 生 产 运 行 中发 生 的设 备 腐 蚀 问 题 分 析 了其 发 针 ｔ ａ
．
生 的 腐蚀 机 理 ， 有 高 温硫 腐 蚀 ， 有低 温露 点 腐 蚀 ， 有 应 力 腐 蚀 。 对 不 同腐 蚀 类型 出 了设 备 防 既 也 还 针 提 腐蚀 的 解 决 方 案 。
如下 ： Ｃｏ ｓ 应 ： ｌｕ 反
关 闭 现象 ， 合 温 度 仍 然 偏 高 。 高 温 掺合 阀是 装 掺
置 的 关键 仪 表 ，控制 一 二 级 反 应 器 的 入 口温 度 ， 以利 于 克 劳 斯反 应 的最 优 转 化 。 果 此 阀 故 障 或 如 失 灵 ， 必 会 引起 装 置 的停 工 。当 时 分 析 原 因 主 势 要 是 掺合 阀 阀 芯 与 阀 座 的 配 合 严 密 性 变 差 ， 致 导
硫磺回收装置废热锅炉腐蚀原因分析及措施
Research and Exploration |研究与探索.维护与修理硫磺回收装置废热锅炉腐蚀原因分析及措施李晓伟，张旭东，许显坤，摆富强(中国石油独山子石化分公司炼油厂第三联合车间，新疆克拉玛依833699)摘要：通过查找废热锅炉腐蚀原因，对设计制造、选材、运行工况、腐蚀、应力等各个方面综合分析，在现有工艺条 件下制定出解决措施，以保证设备的长周期运行。
关键词：燃烧炉；硫化氢；过程气；废热锅炉；管板中图分类号：T Q 125.1+1文献标识码：A文章编号：1671-0711 (2016) 12 (上）-0048-02硫磺回收装置采用部分燃烧的克劳斯硫回收工 艺，部分燃烧工艺是把所有酸性气送进酸性气燃烧炉F -201内，通过控制配风量使烟气中的1/3硫化 氢燃烧生成二氧化硫，剩下的2/3硫化氢在克劳斯 反应器内催化剂作用下生成硫磺。
酸性气送进酸性 气燃烧炉F -201燃烧后，出来的1200^高温过程气 进入废热锅炉F -202,过程气进行冷却至350尤，F -202壳程同时产生l .OMPa 蒸汽供装置使用。
反应原理如下：H 2S +02-〇H 20+3/XSX | (瞬间反应）（1 ) H 2S +3/202-*-H 20+S 02 (瞬间反应）(2)2H2S +S 02 — H 20+3/XSX J •(可逆反应）（3 ) h 2s +s o 2^-h 2o +s 4 (4)(催化剂作用下的克劳斯反应）反应1、2和3发生在酸气焚烧炉内高温烟气 (1200^ )的环境中；反应4发生在克劳斯一、二 级转化器催化剂上低温烟气（210 ~ 320尤）环境中。
废热锅炉是硫磺回收装置的主要设备之一，在 制硫生产过程中起到节约能源、提高热能利用率的 作用。
该设备的正常平稳运行对整个装置的长周期 平稳运行起到非常重要的作用。
1废热锅炉设计参数（表1)2废热锅炉F -202基本结构其结构形式与一般锅壳式锅炉近似。
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。
硫磺回收装置再生系统腐蚀原因及对策
- 85 -第3期硫磺回收装置再生系统腐蚀原因及对策陈平（泰州东联化工有限公司， 江苏 泰州 225300）[摘 要] 为减少硫磺回收装置再生系统因腐蚀泄漏造成硫化氢泄漏等事故，公司对再生贫胺液进行在线清洗并对关键部位材质进行升级。
改造后装置未发生因腐蚀产生的泄漏事故，贫胺液中热稳定盐的总体脱除率达到89.8%，再生塔脱水中铁离子含量降至2.8mg/L。
[关键词] 硫磺回收；再生塔；贫胺液；腐蚀；泄漏；脱除作者简介：陈平（1976—），男，江苏泰州人，1999年毕业于四川大学化学工程专业，工程师。
长期从事装置管理和技术改造等工作。
图1 再生系统工艺流程图某公司硫磺回收装置中配套建设50t/h 胺液集中再生系统，主要用于富胺液的分离，得到硫磺回收单元的原料酸性气和可循环利用的贫胺液，但分离过程中工艺介质中的硫化氢、二氧化硫、酸性水杂质等，均会对设备产生严重腐蚀[1][2]。
装置运行过程中多次发生水冷器密封螺栓腐蚀造成水冷器封头泄漏、腐蚀物堵塞管道引发装置生产波动，甚至造成装置停工。
公司通过对再生后的贫胺液再处理，设备材质升级、调整生产工艺参数等技术手段，解决了困扰装置安全生产的难题。
1 装置工艺流程及现状公司再生系统工艺流程如图1。
原料气进入吸收塔与胺液反应，塔底富胺液经过换热后进入再生塔分离，塔顶分离出的酸性气作为硫磺回收装置的原料，再生后的贫胺液自塔底抽出，循环使用。
装置运行期间，再生贫胺液的换热器浮头、螺栓等多次腐蚀泄漏，拆检后发现浮头紧固螺栓腐蚀断裂、浮头焊缝泄漏，泄漏的再生贫胺液呈黑褐色，其性质见表1。
- 86 -腐蚀防护石油和化工设备2017年第20卷项目外观密度（20℃） kg/m3初馏点 ℃硫化物杂质含量 mg/L 新鲜胺液淡黄色液体860≥78未检出再生胺液黑色960≥854617表1 再生贫胺液与新鲜胺液性质对比表从表1可看出，再生后的贫胺液劣质化严重，密度高，含有硫化亚铁等腐蚀产物。
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。
硫磺回收装置工艺设备腐蚀原因分析及防护对策29562
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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。
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。
硫磺回收装置工艺设备腐蚀成因与防护措施
工艺管控硫磺回收装置工艺设备腐蚀成因与防护措施王华雨（中国石油天然气股份有限公司广东石化分公司，广东揭阳522000）摘要：近些年来我国国民经济发展较快，经济在飞速发展的同时对工业原材料的需求日益增多。
我国的石油资源需求量大，对进口原油的依赖程度高。
进口原油中有一部分原油品质较差，硫化物含量更高，在对进口原油进行加工合成的过程中极易发生装置被腐蚀的现象。
这个问题已经受到越来越多的专业人士关注，所以需要通过科学合理的方法来解决硫磺回收装置工艺设备腐蚀的问题，促进原油提炼效率的提高和经济损耗的有效降低。
关键词：硫磺回收装置；腐蚀成因和形态；防护措施对原油中所含硫磺和硫化物进行提取是一项十分常见的工艺，但是其工作流程却是十分复杂的，需要在高温的环境下通过各种催化剂的使用来促进硫化氢和硫之间互相转化。
在这个过程中会发生较多的化学反应，也容易发生回收装置工艺设备遭到腐蚀的现象。
要想进一步提高硫磺回收的相关技术，就必须找到切实可行的办法来防止回收装置工艺设备被硫磺腐蚀的问题。
1生产装置和工艺流程目前，我国经济发展势头良好，国民的环保意识得到了较大程度的提高，我国各级人民政府和工业以及环保相关部门对于生态环境保护提出了更高的要求。
硫磺回收装置工艺设备被腐蚀的问题是一些专业人士研究的重点。
目前国内的石油企业一般使用部分燃烧法或者分流法进行硫磺回收。
部分燃烧法顾名思义就是回收原油中的硫元素，使用部分燃烧法需要严格控制硫元素的数量，使用过程中需要将该物质置于酸性气体浓度较高的介质之中。
2硫磺回收装置工艺设备腐蚀的原因2.1高温硫腐蚀高温硫腐蚀容易发生在高温装置设备之中，例如：制硫炉，尾气焚烧炉，废热锅炉，克劳斯反应器。
温度高也在很大程度上加速了硫元素腐蚀回收装置工艺设备，通常情况在三百摄氏度左右的高温之下，特别容易发生硫化物腐蚀装置的现象。
在这个过程中硫化氢和硫溶液与铁发生反应并且释放酸性气体。
此时就容易产生硫磺回收装置工艺设备内漏的现象。
硫磺相关回收装置的腐蚀原因与防护措施
62我国是最大的原油进口国，特别是原油价格的不断走低，国内加速了原油储备。
因此，炼油企业需要投入较多的人力、物力开展除硫工作。
酸性气体是硫磺回收装置的主要腐蚀原料，因此，开展腐蚀原因及类型研究，并采取相应补救措施，才能实现有效防腐。
1 腐蚀机理及类型1.1 高温硫腐蚀温度超过240℃时，H 2S发生高温腐蚀，腐蚀部位包括酸性气体燃烧炉及其部件、尾气焚烧炉、电加热器壳体、反应器壳体等。
高温下，H 2S分解形成单只硫（H 2S‖H 2+1/2S 2），硫会与金属发生反应形成均匀腐蚀，其主要与温度、硫化物形态、介质流速、设备材质等相关，温度越高，腐蚀越大，一般认为在430℃时为腐蚀最大值，继续增加温度，腐蚀速率降低。
1.2 低温露点腐蚀露点腐蚀一般发生在低温环境下，主要包括SO 2和SO 3露点腐蚀，腐蚀区域冷凝器、捕集器等。
其具体腐蚀过程为SO 2与水形成亚硫酸，该物质与金属易发生反应；当氧气存在时，SO 2氧化形成SO 3，与水接触生成硫酸，在温度在150℃以下时，附着在金属表面形成低温露点腐蚀。
1.3 湿硫化氢腐蚀湿H 2S腐蚀指的是H 2S遇水形成酸化环境，指水在露点以下和H 2S共存，往往造成压力容器、管道等开裂。
主要存在于酸性气分液罐、预热器壳体、冷凝冷却器等部位。
其腐蚀机理为：H 2S→H ++HS -→H ++S 2-碳钢在H 2S水溶液会发生电化学反应：阳极：Fe→Fe 2++2e；Fe 2++HS -→FeS↓+H +阴极：2H ++2e→H 2↑碳钢在H 2S溶液在阳极形成FeS，管道发生均匀腐蚀，阴极生成氢渗透至金属缺陷处产生氢鼓泡，在应力下形成硫化物发生开裂。
1.4 胺液腐蚀胺液腐蚀指的是RNH 2（乙醇胺）-CO 2-H 2S-H 2O腐蚀，其主要存在于胺系统管线，再生塔及其底部沸器，其中再生塔塔底再沸器最为严重。
胺液腐蚀主要在温度较高区域，主要影响因素为CO 2、RNH 2，随着CO 2浓度增加，胺液腐蚀越严重，当体积在20%～30%时，碳钢腐蚀速率达0.76mm/a。
硫磺回收装置腐蚀机理与防护研究
硫磺回收装置腐蚀机理与防护研究65432519800203****【摘要】：硫磺回收装置的生产原料有很多的来源，所以腐蚀现象也比较杂乱，而且腐蚀是多种情况并存的，因此了解装置腐蚀位置、腐蚀形态、腐蚀机理并采取科学的防护手段对安全生产是非常有必要的。
【关键词】：硫化氢；腐蚀形态；腐蚀机理；防护措施1.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。
1.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。
1.二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-CO₂-H₂S -H₂O 腐蚀乙醇胺-CO₂-H₂S-H₂O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。
1.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]。
1.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H₂S—H₂O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。
1.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。
二氧化硫在有水和水蒸气的环境下形成亚硫酸，造成硫冷凝器、捕集器、尾气部分过程气管线、尾气部分急冷水系统及与过程气相连的接管短节位置发生腐蚀。
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·６ 石油化工设备技 术 ， ２ ０ １ １， ３ ２（ ５） １· Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｕ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｑ ｐ ｇ ｙ －
硫磺回收装置腐蚀原因及机理研究
张立胜 ， 裴爱霞 ， 汤 麟， 朱德华 ， 于艳秋
。中国
石油玉门油田分公司炼油化工总厂硫磺回收装置 硫冷器发生３次管束腐 投产后 １ 年多的 时 间 内 ， 蚀穿孔泄漏 ， 造成非计划停机 ， 严重影响了装置的 正常运行
［ ２］
。 石家庄炼油厂硫磺回收装置由于湿
［ ３］
造成管道报废 ， 硫化氢和硫化物腐蚀 ， ６ ０％ ～７ ０％ 维修经费用于设备和管道的更换 文献的调研
图 ２ 监测探针及挂片
所示 。
图 ３ 第一联合装置腐蚀曲线
４ 腐蚀影响因素及机理分析 ４． １ 腐蚀影响因素分析 硫磺回收单元各监测点管道流通介质组成如 表 ２ 所 示 。 腐 蚀 性 介 质 包 括 Ｈ２Ｓ、 Ｃ Ｏ Ｓ Ｏ ２、 ２、
Ｃ Ｏ Ｓ、 Ｓ 蒸汽 和 水 蒸 气 。 三 条 管 道 内 二 氧 化 碳 含 量几乎相同 ， 硫化氢含量依次递减 ， 二级硫冷器入 口管道内 Ｓ 蒸汽硫形态主 Ｏ ２ 和硫蒸汽含量 最 高 ， 要为 Ｓ Ｓ Ｓ Ｓ ８、 ６、 ４、 ２ 等。
４． １． １ 硫化氢腐蚀 干燥的硫化 氢 对 金 属 材 料 无 腐 蚀 破 坏 作 用 ， 但在有水存在的条件下 ， 碳钢设备发生两种腐蚀 ： 均匀腐蚀和湿硫化氢应力腐蚀开裂 。 开裂的形式 包括氢鼓泡 、 氢致开裂 、 硫化物应力腐蚀开裂和应 力导向氢 致 开 裂 。 钢 在 湿 Ｈ２Ｓ 环 境 中 发 生 的 电 化学反应如下式所示 ： 阳极反应 ： Ｆ ｅ －２ ｅ →Ｆ ｅ
硫磺回收装置主要作为含硫原油或天然气脱 硫装置的配套设 施 ， 用来回收脱硫溶剂再生所析 出的含硫化 氢 酸 性 气 ， 生 产 工 业 用 硫 磺。随 着 我 硫磺回收装置的建设规 国高含硫油气田 的 开 发 ， 模和数量与日增 长 ， 系统管道和设备的腐蚀问题 也日 益 突 出 ， 成为制约装置平稳、 长 期、 安全运行 的关键因素 。 普光天然气净化厂处理原料气来自我国最大 的高含硫整装海相气田 — 普光气田 。 净化厂共建 设 ６ 套联合 １ 气体处理规模为 ２ 各系列净化装置 ， ， ／ ， 硫磺产能为 ２ 原料气中 １ ２ ０×１ ０ ｍ／ ａ ４ ０ ０ｋ ｔ ａ ， 硫化氢 含 量 高 达 １ 体 积 分 数） ３． ０％ ～１ ８． ０％ （
。 收稿日期 ： ２ ０ １ ０ １ ２ ０ １ － － 作者简介 ： 张立胜 ， 男， ２ ０ ０ ７年毕业于西安交通大学动力工 程及工程热物理专 业 ， 硕 士， 主要从事高含硫天然气净化及 设 备 技 术 研 究 与 应 用 工 作， 任普光天然 硫磺回收装置工艺 、 气净化厂净化一车间副主任 ， 工程师 。 ： Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ｚ ｌ ｓ １ ９ ８ ２ ０ １＠１ ６ ３． ｃ ｏ ｍ
２ 卷第 ５ 期 第３
张立胜等 ．硫磺回收装置腐蚀原因及机理研究
·６ ３·
且在同一时期曲线波动较 ２ ０ Ｒ 材料的腐蚀 较 重 ， 各 月 的 平 均 腐 蚀 速 率 在 ０． 为 严 重， ０ ８～０． １ ５ ／ 具体腐蚀影响因素和机理参见 ｍｍ ａ之 间 波 动 ， 下文 。
操作温度为 末 级 硫 冷 凝 器 尾 气 出 口 管 道， ， 操作压力为 ０． 相对于二级硫冷 １ ３ ２ ℃， ０ ２ ５ ＭＰ ａ 凝器酸性气入口 管 道 的 腐 蚀 条 件 ， 该监测点腐蚀 环境较轻 ， 主要腐蚀介质大为减少 ， 所以总体均匀 腐蚀速率较小 ， 但由于操作压力较低 ， 腐蚀产物杂 可能会加速局部腐蚀的发 质等粘附在材料 表 面 ， 生， 同时由于硫的 腐 蚀 产 物 大 都 具 有 半 导 体 材 料 粘附在探 针 上 的 物 质 的 增 加 或 者 减 少 都 的特性 ， 会影 响 腐 蚀 监 测 曲 线 的 变 化 。 粘 附 产 物 增 多 ， 曲线向下倾斜 ， 粘 附 产 物 减 少， 曲 线 上 行， 如图 Ｃ
５ ３ ６． １ ５ ０ ０ ５． １ ７ １
二级硫冷器入口 ６ ０． ３ １ 末级硫冷器出口 ６ ０． ３ １
１ ７ ７ ４． ９ ３ ７ ２ ５． ３ ７ ３． ５ １ ７ ７ ４． ９ ３ ７ ３． ５ ２ ８
９ １． ０ ３ ７． ３ ５ ０ ６ ７ ２ １ ３ ２． ９ １ ８． ８ １ ６ ９ ５． ２ １ ４ ３． ７． １ ４ ３ ３ ４． ０ ２ ７． ０ ３ ４ ３ ７ ２ １ ８ ９． ９ ３ ５ ２ ６ １ ８． ６ １ １ １． ６． １ ２． ３
·６ ２·
石 油 化 工 设 备 技 术
２ ０ １ １年
图 １ 硫磺回收单元流程示意
２ 在线腐蚀监测系统 硫 磺 回 收 装 置 工 艺 介 质 中 含 有 Ｈ２Ｓ、 Ｓ Ｏ ２、 硫 蒸 汽 和 水 等， 在不同运行条件下均 Ｃ Ｓ Ｃ Ｏ Ｓ、 ２、 有可能对装置产生不同程度的腐蚀 。 中国石化齐 ／ 鲁石化分公司 ４ ０ｋ ｔ ａ硫 磺 回 收 装 置 在 投 产 １ 年 后， 两系列均 发 生 硫 磺 冷 却 器 腐 蚀 泄 漏
（ ） 中原油田普光分公司天然气净化厂 ， 四川 宣汉 ６ ３ ６ １ ５ ６
／ 通过对普光气田高含硫天然气 净 化 厂 ２ 分析了电 ０ ０ｋ ｔ ａ 硫磺回收装置腐蚀情况的跟踪研究， 摘 要 ： 感探针在线监测数据 ， 对系统内存在的腐蚀形态 、 影响 因 素 、 腐蚀机理进行了初步探讨， 并 对 如 何 优 化 操 作、 减缓腐蚀提出了可行性建议 。 关键词 ： 硫化氢 二氧化碳 硫 腐蚀
［ ］ ４－９
。 通过对前人
， 硫磺回收装置的重点腐ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ部位
主要包括 ： 硫 冷 器、 一、 二级 Ｃ ｌ ａ ｕ ｓ单元 的 燃 烧 炉 、 转化器和换热器 。 酸 性 气 自 脱 硫 再 生 塔 至 Ｃ ｌ ａ ｕ ｓ
表 １ 硫磺回收单元在线腐蚀监测探针参数
序号 监测位置 数量 管道及设备 材质 Ｌ ２ ４ ５ （ ） Ａ ｎ ｔ ｉ －Ｈ２Ｓ Ｃ． Ｓ ２ ０ 探针材质 Ｌ ２ ４ ５ （ ） Ａ ｎ ｔ ｉ －Ｈ２Ｓ Ｃ． Ｓ ２ ０ 介质名称 相态 设计条件 设计温度／℃ １ ６ ０ ３ ４ ３ ２ １ ０ 设计压力／ＭＰ ａ ０． ４ ０． ４ ０． ４
， 体 积 分 数） 是我国 Ｃ Ｏ ０％ ～１ ０． ０％ （ ２ 含 量 达 ８． 气体处理和硫 最大的高压高含 硫 天 然 气 净 化 厂 ， 磺回收综合 能 力 居 世 界 第 一 位 。 自 ２ ０ ０ ９年投产 以来 ， 硫磺回 收 系 统 出 现 严 重 的 腐 蚀 问 题 。 本 文 通过对装置重点 腐 蚀 部 位 的 布 点 监 测 、 挂片腐蚀 对硫磺回收装置 产物及在线监测 数 据 综 合 分 析 ， 的腐蚀类型 、 形态 、 影响因素和腐蚀机理进行了初 步探讨 ， 并对装置 运 行 工 艺 控 制 的 优 化 调 整 提 出 了可行性建议 。 １ 硫磺回收工艺原理及装置简介 普光天然气净化厂硫磺回收装置采用两级常 规Ｃ 按照反应原理可分为燃烧反 ｌ ａ ｕ ｓ回 收 工 艺， 工 艺 流 程 如 图 １ 所 示。来 应和 催 化 反 应 两 部 分 ， 自脱硫单元再生 塔 的 酸 性 气 进 入 分 液 罐 分 液 后 ， 与Ｃ 进入反应炉燃烧 。 ｌ ａ ｕ ｓ风机产生的空气混合 ， 燃烧反应设备包括燃烧器 、 反应炉 、 余热锅炉以及 第一硫冷器 。 在燃烧器及反应炉中发生的主要化 学反应如下 ：
８ ３
／ Ｈ２Ｓ＋３ ２ Ｏ Ｓ Ｏ ２→ ２ ＋Ｈ ２Ｏ ／ ２ Ｈ２Ｓ＋Ｓ Ｏ ３ ＸＳ ｘ＋２ Ｈ２Ｏ ２→
（ ） １ （ ） ２
燃烧反应温 度 一 般 控 制 为 １ 必须严 ０ ７ ０ ℃， 以保证酸性气中的烃 格控制配风量和 停 留 时 间 ， 类 完 全 氧 化， 并保证硫磺回收单元出口气体中 。燃烧产生的高温过程气进 Ｈ２Ｓ∶Ｓ Ｏ ２ 为 ４∶１ 入与反应炉直接 相 连 的 余 热 锅 炉 ， 冷却后进入第 一级硫冷器 ， 被进一步冷却至 １ ７ ２ ℃ 并凝出液硫 。 在燃烧反应阶段液硫产量占总产量的 ５ ０％ 。 自第一级硫冷器出来的过程气进入第一级反 应进 料 加 热 器 ， 由 ３． ５ ＭＰ ａ高压蒸汽加热至 ２ １ ３ ℃ 后 进 入 第 一 级 转 化 器，与 催 化 剂 接 触， 继续发生反应 （ 直 至 达 到 平 衡 ，反 应 中 生 成 的 ２） 硫在过程气进入第二级硫冷器后冷凝分离 。 过程 气继续被第二级反 应 进 料 加 热 器 加 热 至 ２ １ １ ℃， 进 入 第 二 级 转 化 器， 反应与第一级催化反应部 分相同 。 经 两 级 催 化 反 应 后 ，硫 磺 回 收 率 达 到 ９ ５％ 。 Ｃ ｌ ａ ｕ ｓ催化剂选用 Ｐ ＯＲＯ Ｃ Ｅ Ｌ 公司活性氧化 铝催化剂 。 余热锅炉主体材质采用 Ｓ Ａ ５ １ ６ ７ ０ Ｎ， － － 一、 二级硫冷器 、 反应进料加热器主体材质均采用 进出 口 管 箱 采 用 ２ 末级硫冷器主体 １ ６ Ｍ ｎ Ｒ， ０ Ｒ， （ 。 碳钢 ） 材质采用 Ｃ． Ｓ
表 ２ 硫磺回收单元处理介质组成
监测点位置 Ｈ２ Ｃ ｌ ａ ｕ ｓ反应炉入口 ０ ＣＨ４ ３． ５ １ ０ ０ Ｎ ２ ０ Ｃ Ｏ ０ Ｃ Ｏ ２ （ ·ｈ－１） 介质组分／ ｋ ｍ ｏ ｌ Ｈ２Ｓ Ｓ Ｏ ２ ０ Ｓ Ｃ Ｏ Ｓ ２ Ｃ ０． １ １ ０ Ｈ２Ｏ １ １ ５． ７ ６ Ｓ 蒸汽 ０ 总流量 １ ６ ６ ０． ７ ７
［ １］
反应炉管道易发生湿硫化氢腐蚀 ， 酸性气燃烧炉 、 硫冷器 、 转化器 、 废热锅炉及废热锅炉出口管道易 发生高温硫腐蚀 ， 而末级硫冷器出口管道 ， 由于介 质温 度 较 低 ， 易 发 生 低 温 硫 化 氢 腐 蚀， 在停工期 间， 过程气管道 、 液硫脱气管道 、 硫冷凝器的出口 、 捕集器 、 以及与过 程 气 相 连 的 接 管 等 易 冷 凝 部 位 均容易发生二氧化硫露点腐蚀 。 根据上述分析 ， 综合考虑监测点布置的可行 性和经济性 ， 普光 净 化 厂 单 系 列 硫 磺 回 收 装 置 共 设置 ３ 个监测点 ， 分别布置在反应炉入口管道 、 二 用以 级硫冷器入口管 道 和 末 级 硫 冷 器 出 口 管 道 ， 跟踪 监 测 硫 冷 器 、 一、 二 级 转 化 器、 反应进料加热 器及过程气管道腐蚀情况 。 各监测点参数如表 １ 所示 。