您好, 访客   登录/注册

浅议硫磺回收装置的腐蚀及防护措施

来源:用户上传      作者: 张小龙 张小勇 杨军 王勤梅

  【摘要】随着近年来我国国民经济的迅猛发展,对原油的需求量越来越大,我国是一个石油匮乏的国家,必须从国外进口大量原油,进口原油中多为含硫的原油,因此在加工过程中硫及其化合物会对设备造成一定的腐蚀。对硫磺回收装置腐蚀的原因进行科学的分析是硫磺回收的重要环节,只有对问题进行相应的科学分析才能找到最佳的防护措施,只有这样才能保证硫磺回收技术的新发展。本文对硫磺回收装置的腐蚀原因进行探讨,并且对腐蚀原因进行相应的分析,目的是为了寻找相应的防护措施。
  【关键词】硫磺回收 装置腐蚀 防护措施
  1 引言
  随着近年来我国国内对原油需求量大量增加,我国的原油大部分都是来自于国外,进口油中多为含硫原油,因此在对原油进行加工的过程中硫以及化合物会对装置设备有腐蚀,随着我国环境保护相关条令的颁布,我国对硫磺回收技术引起了很大的关注,因此硫磺装置的腐蚀情况也日益引起关注。我国进口含硫原油不断增加,但是硫磺回收装置却没有跟上硫化氢的处理要求,这样就会导致装置腐蚀现象的出现,因此,做好预防硫磺回收装置的设备腐蚀情况是保证生产过程的安全,平稳的必要条件。2 腐蚀的类型及其原因分析
  硫磺回收装置过程中含有H2S,SO2,水蒸气和硫蒸汽等高温气体,这些气体都会对装置产生不同程度的腐蚀。由于腐蚀原因的差异性,硫磺回收装置的腐蚀主要有低温湿H2S腐蚀,露点腐蚀,高温硫腐蚀,RNH2(乙醇胺)―CO2―H2S―H2O腐蚀。
  2.1 低温湿H2S腐蚀2.1.1 腐蚀部位
  低温湿H2S腐蚀一般比较多发于装置中温度比较低的部位,比如原料气分液灌,硫冷凝器出口,急冷水系统和再生塔顶回流罐等部位。
  2.1.2 腐蚀原因
  H2S的性质不稳定,并且含有剧毒,与水容易融合,H2S与水融合之后显示弱酸性,在装置的温度较低的地方将产生湿H2S腐蚀
  2.2 露点腐蚀2.2.1 腐蚀部位
  露点腐蚀一般发生在温度低于露点的部位,比如过程气管线,尾气管线,捕集器和尾气处理部分。其中露点腐蚀包括SO2露点腐蚀和SO3腐蚀两种类型。
  2.2.2 腐蚀原因
  SO2作为硫化氢和氧气完全燃烧的产物,具有易溶于水的特点,SO2与水融合之后产生的水溶液被称为亚硫酸,亚硫酸的酸性比氢硫酸强,因此在水融合之后二氧化硫比硫化氢更容易导致腐蚀情况。
  当O2过多时,SO2易被氧化成SO3,SO3在水的作用下将形成稀H2SO4,H2SO4是导致硫冷凝器,捕集器和尾气处理部分腐蚀的重要因素。
  2.3 高温硫腐蚀
  2.3.1 腐蚀部位
  高温硫腐蚀主要多发生在装置中的高温部分,比如主燃烧炉及其废热锅炉,尾气焚烧炉及其废热锅炉和废热锅炉出口管线。
  2.3.2 腐蚀的原因
  主燃烧炉燃烧产生的气体中含有H2S,SO2,COS,CS2。硫蒸汽和水蒸气等成分,当主燃烧炉燃烧超过300℃时,这些气体中含有的成分易与金属反应生成硫化物继而导致腐蚀现象的出现。通常情况下干燥的H2S并不会对金属产在腐蚀作用,只有当温度达到一定标准,H2S在温度的刺激下容易分解出活性硫,活性硫在与铁的作用下容易生成FeS,FeS是一种腐蚀产物,容易对装置设备产生腐蚀效果。
  2.4 RNH2(乙醇胺)―CO2―H2S―H2O腐蚀
  2.4.1 腐蚀部位
  RNH2(乙醇胺)―CO2―H2S―H2O腐蚀主要多发生在胺系统中的贫/富液管线,再生塔和再生塔塔底重沸器等部分。其中RNH2(乙醇胺)―CO2―H2S―H2O腐蚀中最主要的腐蚀部位是再生塔塔底重沸器以及出入口管线,贫富液换热器等高温部位。
  2.4.2 腐蚀原因
  再生塔胺液中的H2S和CO2不能被完全脱除,在水的作用下会导致胺液呈现碱性,产生RNH2(乙醇胺)―CO2―H2S―H2O腐蚀,并且这种腐蚀情况会随着CO2的增加而不断增大。
  3 腐蚀的防范措施
  3.1 针对低温湿H2S的腐蚀防范
  (1)从上面的湿H2S腐蚀产生的原因可以得知湿H2S主要多发于温度偏低的部位,因此对温度偏低的部位进行保温和加热可以有效防止湿H2S腐蚀现象产生,降低湿H2S腐蚀发生的机率。
  (2)对设备,管线进行升级换代,在设备上涂抹防腐液这样可以起到一定的效果。
  (3)在对设备和管线的制造过程中要进行适当的热处理,有利于防止硫化物应力腐蚀开裂现象的产生。
  3.2 针对露点腐蚀的防范
  (1)在对露点腐蚀原因进行分析中我们可以得知SO2与水融合易产生亚硫酸,亚硫酸容易导致腐蚀现象的出现。因此,要加强保温和伴热,避免尾气温度接近SO2,SO3的露点温度。
  (2)同时O2是导致SO3露点腐蚀的刺激点,因此在操作过程中要避免产生过多的O2这样可以有效减轻SO3露点腐蚀发生的频率。
  (3)在易发生腐蚀的部位涂抹上防腐蚀的材料。
  3.3 高温硫腐蚀的防范
  (1)从对高温硫腐蚀的原因分析中可以得知当温度增高会导致主燃烧炉燃烧产生的气体和金属发生反应,导致腐蚀现象的产生。因此要严格控制主燃烧炉和尾气焚烧炉燃烧室的温度,使其控制在指标范围之内,这样可以有效避免高温硫腐蚀发生的机率。
  (2)废热锅炉换热管和管板接触部位应该安装耐高温的装备,同时对待换热管和管板也要选择合适的材质。
  3.4 RNH2(乙醇胺)―CO2―H2S―H2O腐蚀的防范
  从对RNH2(乙醇胺)―CO2―H2S―H2O腐蚀产生的原因中可以得知胺液中的H2S和CO2在没有脱离水的情况下容易呈现碱性,容易导致RNH2(乙醇胺)―CO2―H2S―H2O腐蚀,因此在对R N H2(乙醇胺)―CO2―H2S―H2O腐蚀防范要加强对胺液的过滤,保持胺液的清洁。
  4 结束语
  硫磺回收装置实际生产中存在着严重的腐蚀现象,由于硫磺回收装置原料复杂腐蚀现象是不可避免的。本文对硫磺腐蚀的几种类型进行了相应的分析,分别介绍了低温湿H2S腐蚀,露点腐蚀,高温硫腐蚀,RNH2(乙醇胺)―CO2―H2S―H2O腐蚀四种腐蚀类型,并且对它们的腐蚀部位和腐蚀原因进行了相关的分析,最后根据原因分析提出了科学的预防措施。只有对腐蚀的原因进行科学的分析才能采取科学的防范措施,做到对症下药,保证装置的正常使用。
  参考文献
  [1] 沈锡柱.连续重整装置工艺设备和管道的腐蚀与防护[J].石油化工设备技术,2006,4
  [2] 姬杰,石仁委.胜利油田集输系统常见腐蚀研究[J].石油工业技术监督,2005,(12)
  [3] 张艳玲,郑俊鹤,刘小辉.常减压装置主要腐蚀机理分析与防护措施[J].安全、健康和环境,2010,(2)
  [4] 蒋大伟,朱波.硫磺回收装置腐蚀机理分析及防护措施[J].广东化工,2009,(11)
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-5172880.htm