硫磺回收装置存在的腐蚀问题及改进

2015-03-25贾兰中化泉州石化有限公司福建泉州362100

化工管理 2015年18期

贾兰（中化泉州石化有限公司,福建泉州 362100）

1 概述

硫磺回收装置就是对炼油过程中产生的含有H2S的酸性气，采用适当的工艺回收硫磺，从而实现清洁生产满足产品质量要求的同时，达到化害为利，降低污染，保护环境的目的。随着经济的发展，能源需求量的增加，原油进口量也随之加大，但进口原油重质化和硫含量都比较高，而我国石化行业对该产品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。

2 硫磺回收装置存在的腐蚀问题

2.1 低温H2S腐蚀

主要集中在装置中原料气管线、酸气管道、酸气捕集器、酸水压送罐、冷凝器的封头、内壁等温度较低的部位。

硫磺回收单元进料酸气和过程气含有大量CO2、H2S等酸性物质。当温度低于230摄氏度时，H2S容易与水以及其他腐蚀介质共同形成腐蚀环境，所生成的腐蚀物会给相关部位带来均匀腐蚀，同时腐蚀物中大量的氢还会引起氢鼓泡和钢材氢脆，更严重时会导致设备硫化物应力腐蚀开裂从而损坏设备。

2.2 露点腐蚀

主要发生在装置中温度低于露点的组成部位，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。

硫磺回收反应过程中，过程气里含有少量SO3和大量的SO2。当氧气过量时，SO2会氧化为SO3。在高温的燃烧炉中，SO3并不会腐蚀设备，但倘若在400摄氏度以下，SO3就会与水蒸汽结合并生成腐蚀性极强的硫酸。硫酸在不同浓度和温度下，其腐蚀速度不同，如果在50%硫酸和70摄氏度的条件下，其腐蚀速率就会达到最快。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，因为硫磺回收装置中过程气经冷凝冷却器降温后的温度和露点温度接近，尤其当硫磺回收装置实际处于最低设计值时，可能造成实际温度低于露点温度。

2.3 高温硫化腐蚀

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。

燃烧后的过程气含有大量的 H2S、SO2、硫蒸汽、CS2、COS、CO2、水蒸汽、氮气等含硫腐蚀介质，这些介质在高温下与设备的金属材料会发生化学作用导致生成大量含硫化合物。当温度高于310℃时，这些含硫化合物就会高温硫化腐蚀碳钢，其腐蚀随温度升高而加剧。金属材料受到高温硫化腐蚀后，硫化变脆，肉眼看见的是材料厚度增加。而酸气和空气在主燃烧炉内的燃烧温度通常在1100摄氏度到1300摄氏度之间，因此引起的高温硫化腐蚀是非常严重的。