硫磺及脱硫装置的腐蚀与防护

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1、QLSH硫磺及胺液脱硫装置的腐蚀与防护胡洋齐鲁分公司胜利炼油厂硫磺装置的腐蚀尾气脱硫装置某炼厂硫磺回收反应炉燃烧器腐蚀某炼厂硫磺回收反应炉燃烧器腐蚀，中间的瓦斯烧嘴的腐蚀产物已将气孔堵死，剩余厚度最小为12mm（原设计为31.5mm），外壁上积有约5mm厚的黑色垢层，瓦斯烧嘴气孔被带有一定金属光泽的黑色熔融物堵塞，酸性气烧嘴叶片最薄处只剩1.8mm。腐蚀形态为典型的高温硫腐蚀。高温硫化腐蚀燃烧后的高温含硫过程气，气流组成为H2S、SO2、硫蒸汽、CS2、COS、CO2、水蒸汽、氮气等。这些介质常以复合

2、形式产生腐蚀。当温度高于310℃时，碳钢就会发生高温硫化腐蚀。高温硫化腐蚀一般发生在燃烧炉内构件（如燃料喷嘴、酸性气喷嘴、烧氨喷嘴等）、废热锅炉进口管箱与传热管前端、过程气离开废热锅炉前和尾气焚烧炉（排空烟囱前）；采用外掺和工艺的掺和管、高温掺和阀以及转化器内构件等。影响高温硫腐蚀的因素硫化物的影响：硫化物膜比氧化物膜厚，内应力较大，导致膜的破裂而使保护性降低；金属硫化物的晶体缺陷浓度高；金属硫化物的共晶点低，容易熔化破坏保护膜。温度的影响：当碳钢设备的技术温度超过310℃时，就会发生高温硫化腐蚀

3、，温度越高，高温硫化现象越严重。其他杂质如二氧化碳、氨、重有机物及管线和设备内的腐蚀产物在一定情况下均会加剧设备的腐蚀。采取措施（1）在操作过程中严禁超温。（2）控制好系统配风量。维护好硫化氢、二氧化硫比例检测仪以及智能反馈系统，严格控制系统氧含量。某厂三级硫冷凝器腐蚀某厂新建硫磺回收装置运行27个月，三级冷凝器管束发生泄漏，检查发现：①封盖侧一根换热管泄漏，堵管处理。②管箱侧一根换热管泄漏，管板上换热管与管板焊接处（管焊缝及热影响区）有14处细小裂纹，裂纹基本上都垂直于焊缝。其中1处管焊缝处已泄漏

4、。堵管处理。管束腐蚀情况半年后三级冷凝器再次发生泄漏，停工检查发现：①封盖侧未发现换热管泄漏。②管箱侧管板上管焊缝处（换热管与管板间焊缝及热影响区）有13处细小裂纹，裂纹垂直于焊缝，已发生泄漏。堵管处理。硫化物应力腐蚀开裂经检查，都是管箱侧管板上管焊缝与换热管发生腐蚀泄漏，尤其是管板上管焊缝及热影响区表面多处（两次共27处）出现裂纹，且裂纹基本都是垂直于焊缝。对管束使用工况（介质、温度等）与管束材质研究分析，是典型的硫化物腐蚀，管箱侧管板上管焊缝处出现的裂纹（裂纹垂直于焊缝）也是由硫化物引起的应力腐蚀

5、开裂（SSCC）。由于三级冷凝器管板较厚，在管焊缝处形成很大的焊接应力，虽然管束经过消除应力热处理，但管焊缝及热影响区仍然存在较大的残余焊接应力，在硫化物的腐蚀作用下，造成应力腐蚀开裂。建议措施：（1）抢修时由于采用焊接无法补焊，后采用涂覆冷焊技术，对管板除锈后，表面施涂耐温涂料修复。（2）改进管口焊缝结构，采用强度胀加强度焊或管口设置凸缘的强度加密封焊。将管束伸出管板一定距离，使管板和紧靠管板的传热管管段处发生蒸汽量相对下降，避免局部过热而引起腐蚀。SO-O-HO型腐蚀222燃烧炉、转化器等设备衬里

6、完好的情况下，过程气对衬里没有腐蚀。但当衬里出现裂缝、脱落时，过程气窜入衬里内层并与设备壳体接触，产生局部腐蚀。因为过程气中的SO2由于衬里内层温度低而冷凝，产生露点腐蚀。同时在该状态下，存在SO2氧化成SO3的可能性，SO3遇水生成硫酸蒸汽，硫酸蒸汽可以在比SO2的露点温度更高的情况下冷凝，造成设备的严重腐蚀。尾气管道和排空烟囱温度低于150℃时，空气中的水分在烟囱衬里上冷凝下来吸收尾气中的二氧化硫，在衬里损坏的部位造成设备管线的腐蚀。装置停工后，当空气进入后，系统会内会产生凝结水，吸附残留气体中的

7、SO2，造成严重的腐蚀。反应方程式：SO+HO→HSO2223Fe+HSO→FeSO+H↑2332SO2+O2+H2O→H2SO4Fe+HSO→FeSO+H↑2442HS-CO-HO型腐蚀222在硫磺回收装置中存在于自脱硫装置来的酸性气至燃烧反应炉前的工艺管线，气液分离器和酸性线水线等，尤其是低点容易积存酸性水的部位。胺液再生塔顶系统也存在同样的腐蚀环境。碳钢在此环境中，阳极反应生成硫化亚铁，引起一般均匀腐蚀和局部穿孔，同时阴极反应生成氢，渗入钢材内部导致氢脆和氢鼓泡。工艺管线和设备的焊缝还可能发生硫

8、化物的应力腐蚀开裂。SO2-CO2-H2O腐蚀主要发生在急冷塔，气体进料与酸性水逆流接触的部位容易产生点蚀，酸性水入口处容易产生局部坑蚀。有检测表明，碳钢的腐蚀速率最高位1.62mm/a。通常塔的下部比上部严重，液相区比气相区严重。酸性水冷却系统的空冷器管束、水冷器管束采用碳钢时，会发生严重的腐蚀。一般上部入口处最严重，腐蚀形态为局部腐蚀穿孔和点蚀。酸性水循环线及泵采用碳钢时腐蚀严重。腐蚀特征是局部穿孔，尤其是弯头、水平管线的底部等部位，容易发生局部坑蚀