硫磺回收装置的工艺防腐控制.pdf
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1、第 52 卷 第 8 期2023 年 8 月Vol.52 No.8Aug.2023化工技术与开发Technology&Development of Chemical Industry硫磺回收装置的工艺防腐控制张玉显1,邵玉国2,王微1,张磊1 (1.中国石油广西石化公司,广西 钦州 535008;2.中国石油锦西石化公司,辽宁 葫芦岛 125001)摘要:硫磺回收装置的腐蚀问题,是影响装置长周期运行的重要因素之一。在日常生产过程中,通过分析装置的腐蚀类型和腐蚀机理,以及重点部位的腐蚀影响因素,制定出相应的防腐控制措施,可以保证装置的长周期稳定运行。关键词:硫磺回收;腐蚀;防护中图分类号:TQ
2、050.9 文献标识码:B 文章编号:1671-9905(2023)08-0084-03收稿日期:2023-03-201装置概况某石化公司 6 万 ta-1硫磺回收装置是含硫原油加工配套工程项目的新建装置,2014 年建成投产,用于处理全厂的含硫气体。硫磺回收CLAUS(克劳斯)段采用酸性气部分燃烧+两级转化工艺,尾气处理采用常规的加氢还原吸收工艺。经加氢还原吸收后的净化尾气进行尾气焚烧炉焚烧,烟气达标后经 130m 烟囱排放至大气。2主要的腐蚀类型及影响因素2.1高温氧化腐蚀2.1.1腐蚀机理及易发生的部位1)腐蚀机理:高温条件下,金属材料会与气体中的氧发生反应,生成金属氧化物。一般情况下不
3、锈钢和镍基合金腐蚀后,会形成一层很薄的暗色氧化皮,温度极高时,腐蚀会更严重。2)易发生部位:一般情况下,高温氧化腐蚀主要发生在硫磺回收装置的制硫反应炉、余热锅炉出口、转化器、加氢反应器、尾气焚烧炉等高温设备,以及相关的高温管道处。2.1.2主要影响因素1)温度:温度在 538以上时,碳钢材质的氧化腐蚀会非常明显,且随着温度升高,腐蚀会加剧。2)材质:碳钢和其它合金材质的耐高温耐氧化腐蚀性,取决于材料的铬含量,通常奥氏体不锈钢在816以下时具有良好的耐蚀性。2.2高温硫腐蚀2.2.1腐蚀机理及易发生的部位1)腐蚀机理:高温硫腐蚀通常是指 0以上的油品或油气中的硫、硫化氢和硫醇等活性硫化物,与碳钢
4、或低合金钢反应造成的腐蚀。高温硫腐蚀在腐蚀过程中通常表现为均匀腐蚀,有时也表现为局部腐蚀。介质流速过高时局部腐蚀会更加明显。通常高温硫腐蚀发生的部件表面会覆盖有硫化物膜1。2)易发生部位:高温硫腐蚀通常发生在与硫共存的高温环境中,一般为制硫反应炉、余热锅炉、转化器、硫冷凝器、反应器、液硫池、尾气焚烧炉等设备。2.2.2主要影响因素1)硫含量:高温系统中含硫化合物的含量,会直接影响腐蚀的严重程度。正常情况下,高温硫腐蚀主要是由高温下硫化物的热分解导致的。2)温度:温度高于 40,铁基材料便会存在硫腐蚀,且随着温度升高,腐蚀逐渐加剧。3)材质:一般来说,铁和镍基合金的抗硫腐蚀能力是由材料的铬含量决
5、定的。正常情况下,增加材料中铬含量的比例,可提高材料的抗硫腐蚀能力。通常奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢可以用在含硫量和温度均较高的环境。2.3SO2-CO2-H2O 腐蚀2.3.1腐蚀机理及易发生的部位碳钢或低合金钢与水溶液中的亚硫酸和碳酸接85第 8 期 触后,在较低 pH 值的环境下就会发生均匀或局部腐蚀。在流速流态的严重部位,易出现局部蚀坑或点蚀。2.3.2主要影响因素1)浓度:介质中二氧化硫和二氧化碳的浓度越高,对系统的腐蚀越严重。2)温度:腐蚀速度随温度的升高而增加,温度分布不均匀会对腐蚀反应有较大影响。3)流速:流速对碳钢和低合金钢的腐蚀速率的影响较大,随流速增大,腐蚀速率增加。2.4
6、胺系统腐蚀2.4.1腐蚀机理及易发生的部位1)腐蚀机理:胺本身不会引起系统的腐蚀,胺系统腐蚀主要是由溶解在胺中的二氧化碳和硫化氢等酸性气体、胺本身的降解产物、运行过程中形成的热稳态盐以及上游装置脱硫过程中携带的杂质引起的。一般情况下,碳钢和低合金钢的腐蚀表现为均匀减薄或局部减薄。系统中的杂质或稳态盐沉积会形成垢下腐蚀。在运行过程中,如果介质的流速较低,会引起系统管线的均匀腐蚀减薄;介质流速过高并伴有紊流时,则会引起系统管线的局部减薄。2)易发部位:胺系统腐蚀主要发生在尾气吸收塔,以及系统中与贫液、富液接触的管道设备。2.4.2主要影响因素1)热稳态盐:当胺系统中热稳态盐的浓度超过2%,系统的腐
7、蚀性就会加强,且腐蚀程度随浓度的增大而上升。2)介质:当胺液中溶解的二氧化碳和硫化氢的浓度增加,系统的腐蚀就会逐渐加剧。3)杂质:氨、硫化氢、氰化氢、上游系统中残留的杂质以及腐蚀产物等,会加速腐蚀。4)流速:目前胺系统管线的材质基本都选用碳钢,正常生产情况下,应将富胺液系统的流速控制在0.91.8ms-1,贫胺液系统的流速控制在 6ms-1。2.5湿硫化氢腐蚀2.5.1腐蚀机理及易发生的部位1)腐蚀机理:含有硫化氢的酸性水在 pH 值低于 7.0 时,会对系统管线产生腐蚀。碳钢材质的酸性水腐蚀一般为均匀减薄。若系统中含有杂质形成了沉积结垢,则可能发生垢下腐蚀。在含二氧化碳的介质环境,则可能会产
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