高含硫天然气净化厂液硫池修复技术

谭 旎，丁 鸿

（中国石化达州天然气净化有限公司，四川达州635000）

高含硫天然气净化厂硫黄回收装置均设置有液硫池，用于接收并缓存来自装置上游的液体硫黄，在经过一定时间的停留脱气后，将液硫中溶解的H2S脱除至质量分数0.001%以下，为硫黄成型单元输送原料硫黄[1]。在长时间运行过程中，液硫池内部因高温氧化、硫化腐蚀等造成的损坏越来越严重，其缓存和外输液硫的功能受到了严重影响。为了保证硫黄回收装置长期平稳运行，需要在装置检修期间对受损液硫池进行修复。某高含硫天然气净化厂A联合装置检修期间发现液硫池受损后进行了修复，笔者对液硫池修复过程中采用的相关技术进行总结梳理，以期为同类装置的液硫池修复提供参考。

1 液硫池结构概述

某高含硫天然气净化厂硫黄回收装置液硫池由3个分区组成，包括第一脱气区、第二脱气区以及产品区。分区之间由内部隔墙隔开，整个池底自第一脱气区至产品区有1%向下的坡度[2]。来自各级硫冷凝器的液硫首先由重力自流至第一脱气区，停留一段时间并脱除H2S后，通过分区隔墙和池顶的空隙溢流至第二脱气区，再次停留脱气后溢流至产品区，最终由液硫外输泵输送至硫黄成型单元[3]。液硫池结构示意见图1。

图1 液硫池结构示意

由于液硫具有高温和腐蚀性的特点，砌筑液硫池需要采用耐高温及防腐蚀的建筑材料。该高含硫天然气净化厂液硫池采用硅酸盐混凝土整体浇注，在混凝土内侧砌筑一道由两层耐酸砖组成的耐酸墙，最后采用耐高温防腐结构胶泥及无蜡玻璃纤维布涂覆于耐酸墙内壁，最终实现液硫池耐高温防腐蚀的目的。

2 液硫池受损分析

由于液硫储存和输送温度在130～160 ℃，且具有一定的腐蚀性，液硫池内壁长期与液硫接触，其内部防腐结构会逐渐老化破损[4]，该厂历次检修均发现各个液硫池存在不同程度的防腐层脱落、耐酸砖砌体损坏等问题。如果不对受损的液硫池进行修复，破损脱落的防腐层会堵塞液硫外输泵，导致液硫无法正常外输，严重时可能直接导致装置停机检修；此外，液硫可能会通过液硫池受损部位渗入地下，污染环境。因此，了解和分析液硫池受损情况，并采取相应的修复措施，是保证硫黄回收装置长期安全运行的关键。

A联合装置液硫池受损情况主要包括：①液硫池内壁及池顶的防腐结构胶泥和玻璃纤维布严重破损（见图2）；②液硫池内部隔墙耐酸砖砌体发生部分坍塌和移位（见图3）；③液硫池底部伴热盘管发生不同程度的腐蚀减薄。

图2 防腐结构胶泥和玻璃纤维布受损

图3 耐酸砖砌体受损

3 液硫池修复技术

3.1 拆除池顶钢筋混凝土盖板

施工人员要进入液硫池内部，首选需要拆除液硫池第一、二脱气区及产品区入口处的钢筋混凝土盖板（1 200 mm×1 000 mm×200 mm），并在入口处搭设护栏，系挂安全绳，设置受限空间警示牌。

拆除钢筋混凝土盖板时存在受限空间内部可燃物质发生爆炸的风险，需要注意：①作业前应对液硫池内部进行空气取样，确认H2S、CO等易燃易爆气体达标；②作业时应采用防爆工具，并用水管进行喷淋，防止产生火花导致爆炸。

3.2 清理液硫池内部残存硫黄

液硫池进行修复作业前，首先要将内部残存的硫黄清理干净，包括池顶、池壁及池底的硫黄。池底的积硫由于凝固固化，需要施工人员采用防爆工具配合作业，清理至伴热盘管全部露出为止。清理出的硫黄装袋后转运至检修危废处理区域，最后统一进行筛分处理。

液硫池内部清理硫黄属于受限空间作业，作业过程中会产生较多的硫黄粉尘，存在粉尘爆炸的风险，需要注意：①作业前应对液硫池内部进行空气取样，确认合格后方可进入施工；②作业前应接入水管将液硫池内部硫黄淋湿，最大程度避免清理过程中产生硫黄粉尘；③作业过程中向液硫池内部通入工厂风，并在入口处架设轴流风机进行通风置换；④当液硫池内部的硫黄粉尘浓度较大时，施工人员应立即停止作业并撤出液硫池，通风置换合格后方可再次进入施工。

3.3 清除液硫池内部原防腐层

液硫池内部硫黄清理完毕后，要对池壁和池顶的原受损防腐层进行整体清除。首先，人工用铲刀将原防腐层的FHW62耐高温防腐结构胶泥和无蜡玻璃纤维布进行局部铲除；然后，采用喷砂方式对池壁及池顶进行整体清理，直至池壁露出耐酸砖墙面，池顶露出钢筋混凝土面；最后，清理出的废弃物转运至检修危废处理区域进行统一处理。

在对防腐层进行喷砂清理作业时，液硫池内部会产生大量的砂尘，需要注意：①喷砂作业时，施工人员要全程佩戴空气呼吸机进行操作；②喷砂过程中要加强通风置换，并采用喷淋方式进行降尘；③液硫池入口处应搭设防护棚，防止砂尘逸散污染周围环境；④喷砂作业应错开现场施工高峰时间，避免产生的砂尘影响周边施工区域。

3.4 拆除并新建受损耐酸砖墙体

液硫池内部受损的耐酸砖墙体均为分区隔墙的耐酸砖砌体，施工人员对受损墙体进行了整体拆除和新建。首先，施工人员采用防爆工具对受损的耐酸砖墙体进行整体拆除，清理出的旧砖人工转运至检修危废处理区域统一堆放；然后，将新购置的NGZ特种高铝耐酸砖（230 mm×113 mm×65 mm）以及NGZ特种高铝耐酸胶泥转运至液硫池内部，新墙砌体要求粘接牢固，不能有疏松、裂缝和起鼓现象；最后，用铲刀将砌筑部位残存的砂浆、杂物等清除干净。

3.5 新建防腐层

“一底三布四涂”防腐层的新建是液硫池修复最为重要的步骤之一，防腐层的质量决定了液硫池耐高温和防腐蚀的性能，是保证液硫池平稳高效运行的关键。防腐层的新建要在液硫池池壁和池顶的表面进行，其施工工艺和要求为：①首先用FHW62-1结构胶泥对池壁和池顶表面的蜂孔进行填补和找平，找平后刮涂一层厚度不小于2.0 mm的胶泥并养护24 h；②用FHW62结构胶泥涂刷并立即纵向压贴一层无蜡玻璃纤维布，胶层厚度为0.12～0.15 mm，养护24 h；③用FHW62结构胶泥涂刷并立即横向压贴一层无蜡玻璃纤维布，胶层厚度为0.15～0.20 mm，养护24 h；④用FHW62结构胶泥涂刷并立即纵向压贴一层无蜡玻璃纤维布，胶层厚度1.0～1.2 mm，养护48 h；⑤最后用FHW62结构胶泥涂刷一层，胶层厚度为0.12～0.15 mm，养护4 d即可。

在新建“一底三布四涂”防腐层时，需要注意无蜡玻璃纤维布的搭接应不小于150 mm。每一层涂层涂刷完毕后，要对防腐层的涂装质量进行检查验收，主要检查涂层有无漏涂、气泡、流挂、空鼓、露白等现象。经过严格质量把关后，新建的防腐层应做到结构平整，厚度均匀。

3.6 更换液硫池底伴热盘管

液硫池三个分区底部均有4组蛇形伴热盘管，主要用于保障开停工过程中液硫的流动性。然而在长期运行过程中，由于高温氧化、硫化腐蚀等因素对伴热盘管造成的腐蚀减薄越来越严重，因此检修时需要拆除原来的伴热盘管，并焊接新的伴热盘管。施工人员在切除旧的伴热盘管时，应事先接入水管将盘管周围残存的固体硫黄淋湿，防止切割过程中产生的火花引燃硫黄，同时还应在作业区域配备充足的灭火器。新盘管的焊接安装同样要做好消防防范措施。

4 结语

液硫池作为重要的液体硫黄缓存设施，其内部的耐高温防腐蚀材料受到损坏会严重影响硫黄回收装置的长期平稳运行。在对液硫池进行修复的过程中，应严格按照规范操作，在确保安全施工的情况下保证液硫池的耐高温和防腐蚀性能。