硫磺回收装置腐蚀防止措施

硫磺回收装置的腐蚀及防护：腐蚀的形态及机理1、高温硫化腐蚀干燥的H2S对碳钢无腐蚀作用，当温度达250以上时，H2S容易分解成活泼性S和H2，S与铁化合生成FeS。在高温下S对金属的腐蚀比H2S更剧烈。在400℃下，碳钢与H2S、SO2、硫蒸汽及水蒸汽接触后反应生成硫化铁，导致设备严重破坏，温度越高硫化现象越严重。FeS是一种疏松的腐蚀产品，易脱落，不起保护作用，所以腐蚀加快，温度越高腐蚀速度越快。主要反应：Fe＋H2S→FeS＋H2，H2S→S＋H2，Fe＋S→FeS2、氢腐蚀在高温硫化腐蚀过程中反应生成FeS的同时也有H2产生，FeS的形成会阻碍H2S接触母材，有减缓腐蚀的作用，而当H2和H2S共存时，由于氢原子不断渗入硫化物的垢层，导致垢层疏松多孔，使H2S介质不断扩散渗透，造成溶解在钢中的氢原子溶度增大而使受压容器氢脆开裂。3、低温露点腐蚀SO2易溶于水，其水溶液（亚硫酸）比H2S的水溶液更容易腐蚀金属，腐蚀产物是FeSO3。但在过程气中SO2与水蒸气化合生成的亚硫酸气，露点温度很低，对系统的损坏较小。当系统中的O2过剩时，过程气中的少量SO2会进一步反应生成SO3。在高温的环境下SO3对金属不会造成腐蚀，但当温度降到400℃以下，SO3将与水蒸气化合生成硫酸蒸汽，其反应式：SO3↑＋H2O↑→H2SO4↑，在系统的低温部位H2SO4蒸汽会冷凝附于设备表面，发生低温硫酸腐蚀。主要反应：H2O＋SO2＋Fe→FeSO3＋H2↑，SO2＋1/2O2→SO3，Fe＋SO3＋H2O→FeSO4＋H2↑在硫磺回收及尾气处理装置中容易遭受硫酸和亚硫酸露点腐蚀侵害的设备主要包括过程气管线、硫冷凝器、捕集器、液硫脱气管线的出口和焚烧炉的头部，尤其硫冷凝器和捕集器的腐蚀最为严重。4、低温湿H2S腐蚀H2S能溶于水，其水溶液呈弱酸性，金属在H2S水溶液中发生电化学反应，金属部位发生阳极反应产生FeS，引起设备的腐蚀。H2S腐蚀是均匀腐蚀，产生大量的腐蚀产物，这些产物在金属表面形成一层保护膜，但由于膜的脆性，随着厚度的加大和流体的冲刷，这层保护膜可能就会脱落，因此新的金属表面重新暴露在腐蚀介质中。H2S－H2O腐蚀主要发生在装置中的酸性气管线、酸性气分液罐、酸性气预热器和急冷塔，尤其是酸性气预热器和急冷塔的腐蚀最为严重。5、CO2腐蚀硫磺回收装置尾气脱硫系统的CO2腐蚀也非常严重，有资料显示脱硫溶液经再生后，溶液中少量未脱除的CO2在有水的条件下会形成CO2腐蚀，在高温下尤其严重。主要反应：Fe＋2CO2＋2H2O→Fe（HCO3）2＋H2↑Fe（HCO3）2→FeCO3＋CO2＋H2OFe（HCO3）2和FeCO3是一种稀松的腐蚀产物，由于受流体的冲刷，腐蚀产物随之脱落形成新的金属表面，继而产生新的腐蚀。脱硫系统溶易受CO2腐蚀的是吸收塔和再生塔的塔盘及浮阀。吸收塔的腐蚀相应较轻，而再生塔和贫富液换热器的腐蚀则会相对严重，尤其是再生塔重沸器及其出入口管线等温度较高的部位。防护措施1、系统操作要平稳，控好气风比。加强装置的自动化控制水平，提高在线分析仪准确性。2、反应器内件、贫富液换热器选用316L材质，对反应炉、焚烧炉的隔热应采用高铝浇注料，同时对原材料及施工过程要进行严格的质量监控。3、由于冷凝器的腐蚀形态是硫酸露点腐蚀和应力腐蚀开裂，在选材时就要考虑用耐硫酸露点腐蚀的ND钢或即耐硫酸露点腐蚀又耐连多酸应力腐蚀开裂的双相不锈钢。4、加强设备腐蚀的监测，及时获取设备腐蚀信息。设立腐蚀监测点是腐蚀监测的重要环节，一个合理的设置既不会增加多大的工作量，也能有效的获取设备的完整信息。基于以上原则，考虑硫磺回收及尾气处理装置的工艺特点和设备的腐蚀状况，监测点的设置位置大概如下：a)酸性气预热器；b)燃烧炉出口；c)硫冷凝器；d)转化器入口；e)捕集器出口；f)急冷塔、吸收塔、再生塔；g)回流罐出口。总之，硫磺回收装置的腐蚀类型很多，腐蚀机理复杂，既有高温腐蚀也有低温化学腐蚀和应力腐蚀，需要从合理选材、加工工艺、工艺防护、设备设计制造、施工及生产操作等诸多方面采取综合措施，才能确保装置的安全平稳长周期运行。