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。
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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 。