硫回收装置硫冷器腐蚀原因及解决办法

近20多年来，我国先后引进了国外7家公司的硫回收及尾气处理专有工艺技术。从与荷兰comrrimo公司、意大利KTI公司、加拿大Delta公司、荷兰荷丰技术公司、德国鲁奇公司技术交流及考察中了解到，欧洲、北美地区的硫回收装置运行良好，运行周期可以达5~15年。就硫冷器的材质，他们设计的硫冷器管束都是碳钢材质。而在国内，硫冷器的材质多为碳钢及不锈钢（现在各约为50%），运行周期仅为1~3年，运行好的如上海石化可以达到6~7年。国内外硫冷器在材质相同（或高级）的情况下，运行周期却相差较大，其主要原因在于工艺操作及设备管理。

国内外硫冷器的工艺操作条件是相近的，介质主要含有硫化氢、二氧化硫、二氧化碳、硫蒸汽、水蒸气等气体，操作温度均在130~165 ℃之间。由于制硫生产的工艺特点，装置设备主要存在高温腐蚀、露点腐蚀、酸性腐蚀、应力腐蚀的特点，引起设备泄漏的主要原因为腐蚀及温度压力变化。调查中我们发现国外硫回收装置很少开停车，工艺管理和操作要求更严格，在装置停工时，先用烟气（燃料燃烧气产生）热态运行，最终再用氮气吹扫、充压，使设备管道内不残留腐蚀性气体，从而避免设备腐蚀。事实证明国内硫回收装置只要操作条件正常和连续长周期运转，硫冷器的运转也是良好的。究其原因是装置频繁停车降温，又吹扫不干净，露点及温度带来的应力腐蚀造成了设备泄漏。

避免硫冷器腐蚀应采取的措施

1.保证硫冷器长周期运转的关键就是保证装置的连续长周期运转，避免频繁的开停车。在装置停车时，严格执行操作程序，进行热态运行及氮气吹扫。

2.避免高温腐蚀的手段是尽量降低高温腐蚀部位的温度，如在废锅及硫冷凝器的入口要有保护管（陶瓷套管）及耐热衬里。由于废锅一侧管板与燃烧炉直接接触，温度高达1200 ℃，普通的碳钢及不锈钢材质是不能承受的，设计上采用陶瓷套管作为过渡层，可以很好地解决高温及腐蚀带来的问题。

3.避免露点腐蚀的措施是保证易发生露点腐蚀部位的温度在水和硫的露点温度以上，或用氮气将水、硫、二氧化硫、硫化氢等腐蚀气吹出。在露点温度以下时，应保证硫冷器内没有工艺气，避免水蒸气冷凝和露点腐蚀。如装置停工用N2吹扫，给汽保温，系统充热N2保护。

4.避免酸性腐蚀的操作方法是严格配风，防止产生过多的SO2，完善H2S/SO2、H2、pH值在线分析仪等配置。在装置生产运行时，应尽量按照H2S／SO2为2∶1的比例关系进行操作，这也是达到最高硫转化率的关键。

5.设计上，硫冷凝器和废锅的结构设计必须注意降低在操作条件下构件中的应力，特别是加重腐蚀的拉应力，比如采用薄挠性管板。因管板和管子连接处最易出现缺陷，焊接可选用先深度焊再贴胀的方法，并在设计上采用高温入口保护管及耐热衬里。操作中要及时观测酸气流量组分的变化，避免硫冷凝器和废锅的温度压力出现大幅度的波动。采用先进的设备（如采用薄挠性管板）、将冷却器的固定支架改为滚动支座，操作上避免冷换设备参数的大幅波动，降低过程气中的氧含量，可有效避免应力腐蚀的发生。