硫磺回收工艺特点与设备腐蚀浅析
硫磺回收工艺特点与设备腐蚀浅析
一直以来，硫磺回收装置的工艺设备腐蚀问题是炼油企业面临的重要问题之一。本文对现阶段硫磺回收工艺设备的运行状况及腐蚀原因进行分析，有针对性地提出防护措施，实现设备运行的经济效益与社会效益。
标签：硫磺;回收工艺;特点;设备腐蚀
一、硫磺回收工艺特点
（1）硫磺回收采用两级转化克劳斯工艺，克劳斯法是最早也是应用较为广泛的一种方法。技术成熟，效率高，流程简单，操作故障率低，尾气处理采用RAR还原-吸收工艺，尾气采用热焚烧后经100米烟囱排空，排空烟气中SO2为51.84kg/h，浓度为476.3mg/m3（标），满足国家大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）小于960mg/m3（标）的要求。
（2）液硫脱气采用BP/Amoco专利脱气技术，将液硫中的硫化氢降低，减轻操作环境的污染。
（3）工艺控制自动化程度高，采用DCS控制系统和高可靠性的安全仪表系统（SIS），提高了装置的安全系数。
（4）利用外补氢气作为加氢反应氢源，并设置了氢气在线分析仪系统，保证了尾气加氢反应的氢气浓度，利用加热炉加热Claus尾气，使其达到尾气转化的所需温度。
（5）装置能量综合利用率高，过程气采用自产3.5Mpa中压蒸汽加热，三级冷却器发生的低低压蒸汽经空冷冷却后，凝结水循环使用。
（6）设置尾气在线分析控制系统，连续分析尾气的组成，在线控制进酸性气燃烧炉空气量，尽量保证过程气H2S/SO2为2/1，从而达到最大的硫磺转化率，提高总硫转化率。
二、腐蚀原因与形态
（1）高温硫腐蚀。产生高温硫腐蚀的原因，其介质主要是在高温情况下，气体所产生的硫化氢、气态硫或者是二氧化硫等。出现高温硫化氢腐蚀现象，基本上是由于碳钢设备温度在260-300℃左右，由于铁与硫化氢发生反应，生成硫化亚铁;而铁与单质硫也会产生反应。这种腐蚀情况大多是发生在燃烧酸性气的过程中。通常的废锅管束内漏现象，大多是因为高温硫腐蚀作用而成，主要的形成原因是：多次改变管束迎火面的隔热衬里，一些已经出现破损现象的陶瓷保护管，即使衬里恢复，也会留下缝隙，而高温烟气对管束的焊缝直接的造成腐蚀作用，从而引起泄漏的现象发生。泄漏问题一旦发生，将下降废锅的后部温度，再
次形成露点腐蚀条件，对后续管道及设备造成威胁。
（2）硫化氢腐蚀。在硫磺回收装置的过程中，最常见的腐蚀形式之一包括硫化氢腐蚀。因为受压力的作用，高强度的合金钢或者钢材质在硫化氢环境中发生腐蚀开裂、脆性变化。这种裂缝形式主要以穿晶型为主，处在设备的应力区域中。如果管道或者設备存在缺陷、没有消除应力，就将加大应力腐蚀的可能性。例如，硫化氢的腐蚀多造成硫池内盘管的泄漏现象。在硫池中，含有一部分硫化氢，如果硫化氢的腐蚀环境造成影响，则可能是盘管出现泄漏而造成的。
（3）二氧化碳腐蚀。经过加氢处理并冷却之后的硫磺回收装置中的尾气，被二乙醇胺吸收，进入再生单元。对于存在宰酸性气中的约为0.2-0.25体积的二氧化碳，经过制硫系统之后，和尾气一起进入到再生单元中，对再生系统的设备造成腐蚀。处于化合状态或者游离状态的二氧化碳，都有发生腐蚀现象的可能性。尤其在水环境或者高温中。Fe和CO2在有水的条件下发生反应，产生Fe（HCO3）和FeCO3，属于较为疏松的腐蚀产物。管线不断受到流体的冲刷作用，从而导致腐蚀物脱落，然后重新从新的部位开始腐蚀，形成恶性循环。
（4）硫酸露点腐蚀。硫酸露点腐蚀是因为燃料之中硫元素因为在燃烧之时有SO2、SO3，如果换热、面的外表面的温度同烟气温度低之时，那么则会出现硫酸雾露珠在换热面上存在，使得换热满出现腐蚀现象，因为重油或者包含有硫瓦斯作为燃料的锅炉以及工业加工炉，通常因为在烟气之中出现硫酸或者是亚硫酸，导致预热器以及烟道等等温度较低之处出现腐蚀现象，则被称之为硫酸露点腐蚀。因为在燃料之中一般会包含有2%—3%的硫化物，那么就会生成SO2，在这之中1%-2%的SO2因为受到烟尘以及金属氧化物等等的催化作用之下而出现SO2，接着再通燃烧气体之中包含的水分子结合而产生硫酸，在烟气露点温度的附近，可以在金属的表面出席那硫酸溶液进一步将金属腐蚀，出现硫酸露点之时，会在金属表面附着，出现腐蚀现象，导致设备穿孔而导致报废。因为烟气露点没有规律可循，岂会随着烟气之中水汽含量以及SO2、SO3的含量而变化，所以完全避免露点腐蚀较难。
（5）硫化氢应力腐蚀。在含有相同H2S介质的条件下，其中不仅含有水蒸气，H2S露点腐蚀破裂的发生，在金属材料的薄弱部位，例如非金属、孔穴夹杂的地方以及腐蚀容易产生的地方。组织低韧性以及高强度的微金属，其硬度是很高的，直接影响着设备的抗硫化氢应力腐蚀。残余应力可以直接导致应力产生腐蚀，尤其实长期生活在含有硫化氢的工作环境中，防止应力腐蚀的最有效的方法就是降低容器的焊接残余应力。材料的硬度直接影响着H2S应力的腐蚀有效是的有效举措。与H2S的关系较大，钢材（包括母材和焊缝）硬度的控制最高不超过200HB，可直接避免或减轻，防止H2S应力腐蚀开裂。
三、防腐措施与对策
（1）工艺角度
1、严格控制气风比，保证H2S/SO2的比值在2/1，若波动幅度过大，会导
致硫转化率额降低，设备的腐蚀加剧。若长期控制不当，腐蚀问题会很快体现出来。
2、对于含NH3的酸性气要严格控制，防止其超温超标，同时污水汽提单元要加强脱油频次，防止含NH3酸性气带油进入燃烧炉产生其他的腐蚀性气体，对炉子及其他设备产生腐蚀。
3、尾气处理单元要严格控制H2含量，保证尾气中SO2完全转化为H2S，防止剩余的SO2进入急冷塔和吸收塔对塔盘和塔体等设备造成腐蚀。
4、在开停工阶段，由于波动幅度较大，极容易对设备造成腐蚀，所以要不断优化操作尽可能减少腐蚀，停工吹扫后的设备要加强维护，避免长时间接触氧气而产生腐蚀。（2）加强温度控制。加强温度控制，是避免硫磺回收装置腐蚀的主要手段。一方面，本装置主燃烧炉的废热锅炉出口温度约为320℃;焚烧炉的蒸汽过热器出口温度则为350℃。由于受到工艺条件的限制，难以将温度降低。因此只能在满足工艺条件的前提下，尽量将温度控制在下限范围，虽然不能完全避免高温硫腐蚀;但是可以完全避免露点腐蚀;在设备的一级、二级、三级冷却器管口处，温度约为150℃，其他温度则处于标准范围内，这种情况基本杜绝了高温硫腐蚀或者露点腐蚀问题;另一方面，在硫磺回收装置正常作业情况下，由于温度的变化或者管束、壳体膨胀系数等差别，可能造成焊缝的应力变化，与焊接应力共同发生作用，在表面形成疲劳裂纹或者腐蚀裂纹，如果裂纹沿着管壁到外表面，则发生泄漏。因此，如果能保持稳定的操作温度，将更利于提高设备工作效率、延长使用寿命。同理，在设备停止作业的情况下，如果仍能保持较高温度，就可避免存在大量的冷凝水，控制腐蚀现象。
（3）改善除氧水质。如果水中含有的氯离子过高，其表面钝化膜就可能出现点蚀现象。既可能造成管壁穿孔现象，也是引发应力腐蚀裂纹的主要原因。如果水质硬度较大，则管壁内的水垢沉积严重，不利于导热，当局部温度过高，就可能产生应力裂纹。另外，水质的PH值、碱度等指标，也会对应力腐蚀造成影响作用，需加强控制。
（4）设备角度。反应器和硫冷却器内衬都采用耐酸衬里，冷却器固定管板高温侧还采用热喷铝防腐，达到保护冷却器的目的。
再生塔塔体上端选用20R+0Cr18Ni10Ti符合钢板，下端选用20R材料，塔盘采用0Cr18Ni10Ti不锈钢制造，能够提高对H2S、CO2+H2O的抗腐蚀能力。
燃烧炉材质选用20R，能够消除低温硫化氢的应力腐蚀。
对于盛装液硫的容器，为防止第五年硫化氢应力腐蚀，壳体部分均采用20R 制造并热处理。
除以上几个方面外，操作人员还要提高操作技能，在巡检维护过程中，要及时地发现设备出现腐蚀的隐患，杜绝安全事故的发生。
（4）制硫尾气吸收溶剂分析
表1 硫磺回收装置尾气吸收再生系统典型运行數据
硫磺回收装置使用的复合脱硫剂溶液在吸收的同时也吸收了部分CO2，被吸收的CO2在脱硫剂溶液再生时进入再生酸性气，又循环到清洁酸性气中。随着装置运转时间延长，系统中积累的CO2浓度也越来越高，造成清洁酸性气中的浓度越来越高，而H2S浓度则相应下降。
硫磺回收装置制硫尾气使用甲基二乙醇胺（MDEA）溶液作为脱硫剂。现场MDEA使用浓度在30-35%之间。MDEA在原料气H2S，CO2共存时，对H2S 具有较好选择性，不易降解等优点，正常情况下，可以满足工艺要求。
四、结语
硫磺装置的设备腐蚀问题是不可避免的，因为腐蚀介质几乎贯穿全装置，治理腐蚀问题一直是影响装置长周期运行的关键。因此，针对硫磺产生腐蚀问题的解决措施，应结合实际作业情况，强化硫酸回收装置工艺设备中的腐蚀监测技术手段，制定一套合理的长周期运行方案，从源头杜绝发生腐蚀，确保设备平稳运行。
参考文献：
[1]夏毓芳.硫磺回收装置酸性气燃烧炉的设计改进[J].硫酸工业，2011（3）
[2]张立胜、裴爱霞、汤麟，等.硫磺回收装置腐蚀原因及机理研究[J].石油化工设备技术，2011（5）
[3]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）
硫磺回收工艺特点与设备腐蚀浅析
硫磺回收工艺特点与设备腐蚀浅析 一直以来，硫磺回收装置的工艺设备腐蚀问题是炼油企业面临的重要问题之一。本文对现阶段硫磺回收工艺设备的运行状况及腐蚀原因进行分析，有针对性地提出防护措施，实现设备运行的经济效益与社会效益。 标签：硫磺;回收工艺;特点;设备腐蚀 一、硫磺回收工艺特点 （1）硫磺回收采用两级转化克劳斯工艺，克劳斯法是最早也是应用较为广泛的一种方法。技术成熟，效率高，流程简单，操作故障率低，尾气处理采用RAR还原-吸收工艺，尾气采用热焚烧后经100米烟囱排空，排空烟气中SO2为51.84kg/h，浓度为476.3mg/m3（标），满足国家大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）小于960mg/m3（标）的要求。 （2）液硫脱气采用BP/Amoco专利脱气技术，将液硫中的硫化氢降低，减轻操作环境的污染。 （3）工艺控制自动化程度高，采用DCS控制系统和高可靠性的安全仪表系统（SIS），提高了装置的安全系数。 （4）利用外补氢气作为加氢反应氢源，并设置了氢气在线分析仪系统，保证了尾气加氢反应的氢气浓度，利用加热炉加热Claus尾气，使其达到尾气转化的所需温度。 （5）装置能量综合利用率高，过程气采用自产3.5Mpa中压蒸汽加热，三级冷却器发生的低低压蒸汽经空冷冷却后，凝结水循环使用。 （6）设置尾气在线分析控制系统，连续分析尾气的组成，在线控制进酸性气燃烧炉空气量，尽量保证过程气H2S/SO2为2/1，从而达到最大的硫磺转化率，提高总硫转化率。 二、腐蚀原因与形态 （1）高温硫腐蚀。产生高温硫腐蚀的原因，其介质主要是在高温情况下，气体所产生的硫化氢、气态硫或者是二氧化硫等。出现高温硫化氢腐蚀现象，基本上是由于碳钢设备温度在260-300℃左右，由于铁与硫化氢发生反应，生成硫化亚铁;而铁与单质硫也会产生反应。这种腐蚀情况大多是发生在燃烧酸性气的过程中。通常的废锅管束内漏现象，大多是因为高温硫腐蚀作用而成，主要的形成原因是：多次改变管束迎火面的隔热衬里，一些已经出现破损现象的陶瓷保护管，即使衬里恢复，也会留下缝隙，而高温烟气对管束的焊缝直接的造成腐蚀作用，从而引起泄漏的现象发生。泄漏问题一旦发生，将下降废锅的后部温度，再
硫磺回收工艺介绍
目录 第一章总论 (3) 1.1项目背景 (3) 1.2硫磺性质及用途 (4) 第二章工艺技术选择 (4) 2.1克劳斯工艺 (4) 2.1.1MCRC 工艺 (4) 2.1.2CPS硫横回收工艺沈 (5) 2.1.3超级克劳斯工艺 (6) 2.1.4三级克劳斯工艺軒止 (9) 2.2尾气处理工艺 (9) 2.2.1碱洗尾气处理工艺 (9) 2.2.2加氢还原吸收工艺 (13) 2.3尾气焚烧部分 (13) 2.4液硫脱气 (14) 第三章超级克劳斯硫磺回收工艺 (15) 3.1工艺方案 (15) 3.2工艺技术特点 (15) 3.3工艺流程叙述 (15) 3.3.1制硫部分 (15) 3.3.2催化反应段 (15) 3.3.3部分氧化反应段 (16) 3.3.4碱洗尾气处理工艺 (17) 3.3.5工艺流程图 (17) 3.4反应原理 (18) 3.4.2制硫部分一、二级转化器内发生的反应： (18) 3.4.3尾气处理系统中萨蒔 (18)
3.5物料平衡 (19) 3.6 克劳斯催化剂 (19) 3.6.1 催化剂的发展 (19) 3.6.2 催化剂的选择 (21) 3.7 主要设备 (21) 3.7.1 反应器 (21) 3.7.2 硫冷凝器 (21) 3.7.3 主火嘴及反应炉 (22) 3.7.4 焚烧炉 (22) 3.7.5 废热锅炉 (22) 3.7.6 酸性气分液罐 (22) 3.8 影响Claus 硫磺回收装置操作的主要因素 (23) 3.9 影响克劳斯反应的因素 (24) 第四章工艺过程中出现的故障及措施 (26) 4.1 酸性气含烃超标 (26) 4.2 系统压降升高 (27) 4.3 阀门易坏 (28) 4.4 设备腐蚀严重 (28)
硫磺回收工艺介绍
目录 第一章总论 (2) 1.1项目背景 (2) 1.2硫磺性质及用途 (2) 第二章工艺技术选择 (2) 2.1克劳斯工艺 (2) 2.1.1MCRC工艺 (2) 2.1.2CPS硫横回收工艺 (2) 2.1.3超级克劳斯工艺 (2) 2.1.4三级克劳斯工艺 (2) 2.2尾气处理工艺 (2) 2.2.1碱洗尾气处理工艺 (2) 2.2.2加氢还原吸收工艺 (2) 2.3尾气焚烧部分 (2) 2.4液硫脱气 (2) 第三章超级克劳斯硫磺回收工艺 (2) 3.1工艺方案 (2) 3.2工艺技术特点 (2) 3.3工艺流程叙述 (2) 3.3.1制硫部分 (2) 3.3.2催化反应段 (2) 3.3.3部分氧化反应段 (2) 3.3.4碱洗尾气处理工艺 (2) 3.3.5工艺流程图 (2) 3.4反应原理 (2) 3.4.2制硫部分一、二级转化器发生的反应: (2) 3.4.3尾气处理系统中 (2) 3.5物料平衡 (2)
3.6克劳斯催化剂 (2) 3.6.1催化剂的发展 (2) 3.6.2催化剂的选择 (2) 3.7主要设备 (2) 3.7.1反应器 (2) 3.7.2硫冷凝器 (2) 3.7.3主火嘴及反应炉 (2) 3.7.4焚烧炉 (2) 3.7.5废热锅炉 (2) 3.7.6酸性气分液罐 (2) 3.8影响Claus硫磺回收装置操作的主要因素 (2) 3.9影响克劳斯反应的因素 (2) 第四章工艺过程中出现的故障及措施 (2) 4.1酸性气含烃超标 (2) 4.2系统压降升高 (2) 4.3阀门易坏 (2) 4.4设备腐蚀严重 (2)
第一章总论 1.1项目背景 自从本世纪30年代改良克劳斯法实现工业化以后，以含H2S酸性气为原料的回收硫生产得到了迅速发展，特别是50年代以来开采和加工了大量的含硫原油和天然气，工业上普遍采用克劳斯过程回收元素硫。经近半个世纪的演变，克劳斯法在催化剂研制、自控仪表应用、材质和防腐技术改善等方面取得了很大的进展，但在工艺技术方面，基本设计变化不大，普遍采用的仍然是直流式或分流式工艺。 由于受反应温度下化学反应平衡的限制，即使在设备和操作条件良好的情况下，使用活性好的催化剂和三级转化工艺，克劳斯法硫的回收率最高也只能达到97%左右，其余的H2S、气态硫和硫化物即相当于装置处理量的3%～4%的硫，最后都以SO 的形式排入大气，严重地污染了环境。 2 随着社会经济的不断发展，世界可供原油正在重质化，高含硫、高含金属原油所占份额也越来越大，迫使炼油厂商不断地开发新的技术，对重质原油进行深度加工。然而原油的深度加工和生产低硫油品必然会使炼油厂副产大量 H2S气体。传统上含H2S的酸性气都采用克劳斯法回收硫磺，随着各国对环境保护日益重视，制定了更加严格的环保法规，迫使炼油工作者不断改进工艺，提高装置效能，降低尾气排硫量。 因此硫回收技术发展很快，近十几年来出现了许多新工艺、新技术，使硫回收技术提高到一个新水平。
硫磺回收工艺
硫磺回收工艺 硫磺回收装置包括硫磺回收、尾气处理、尾气焚烧、液硫脱气和液硫成型五个部分，处理溶剂再生和酸性水汽提来的酸性气。 1、制硫部分 自酸性水汽提及溶剂再生装置来的酸性气经酸性气分液罐分液后进入酸性气燃烧炉。酸性气分液罐排出的酸性液，自流至酸性液压送罐，经酸性水泵送到装置外（酸性水汽提装置）处理。 在炉内，根据制硫反应需氧量，通过比值调节严格控制进炉空气量，使进炉酸性气中的H2S约有65％直接生成元素硫，过程气经制硫余热锅炉发生1.2MPa（g）蒸汽回收余热，再经一级冷凝器发生0.4MPa低压蒸汽，同时将过程气中的元素硫冷凝为液态并分出进入液硫池。根据反应温度要求，一级冷凝器后的过程气与制硫燃烧炉后的高温气流通过高温掺合阀，按要求混合后进入一级转化器，在催化剂的作用下，过程气中的H2S和SO2进一步转化为元素硫，自一转出来的高温过程气进入过程气换热器，与自二冷出来的过程气换热后，再进入二级冷凝器，过程气经二级冷凝器发生0.4MPa蒸汽并使元素硫凝为液态，液硫捕集分离后进入液硫池；由二级冷凝器出来的过程气再经过程气换热器加热后进入二级转化器，使过程气中剩余的H2S和SO2进一步发生催化转化，二转出口过程气经三级冷凝器发生0.4MPa蒸汽并使元素硫凝为液态，液硫被捕集分离进入液硫池，尾气经尾气分液罐分液后进入尾气处理部分。液硫池的液硫，经脱气处理，液硫中的有毒气体被分出，送至尾气焚烧炉焚烧。脱气后的液硫用泵送至液硫成型或至液硫装车。 2、尾气处理部分 以焦化干气作燃料，在还原炉的燃烧室内进行次化学当量燃烧，产生还原性气体（H2、CO），自制硫尾气分液罐出来的制硫尾气，与该还原气在混合室内混合，被加热到300℃左右进入加
硫磺回收腐蚀应对措施
硫磺回收装置的SO2腐蚀及其应对措施 目前，石油炼制行业原油中高含硫油的比例越来越高，炼制过程中产生的H2S气体也随之增多，将炼油过程中污水汽提和溶剂再生产生的富含H2S气体转化为硫磺是硫磺回收装置的主要功能。随着炼油装置和高含硫原油比例的不断增加，硫磺回收装置的规模也越来越大，硫磺回收装置的腐蚀问题也日益突出。回收H2S气体，对减少其对环境的污染有重要意义。因此，了解和分析硫磺回收装置的腐蚀类型，采取相应的措施，是保证硫磺回收装置长周期安全运行的关键。 一、硫磺回收装置腐蚀简介 从原料、过程气直到尾气处理后排人大气的整个过程中，硫磺回收装置工艺介质中的H2S、SO2、CS2、硫蒸气及周边大。气等气体，均会对装置产生不同程度的腐蚀。根据不同的腐蚀机理，硫磺回收装置主要腐蚀类型及腐蚀部位有： (1)高温硫腐蚀(310℃) 高温硫腐蚀主要发生在装置的高温部位，如酸性气燃烧炉、废热锅炉及废热锅炉出口管线、尾气焚烧炉和其废热锅炉等部位。 (2)低温H2S腐蚀主要发生在装置中温度较低部位，如原料气管线、原料气分液罐、硫冷凝器出口、尾气分液罐及冷却水系统和再生塔回流罐等部位。 (3)低温SO2- O2-H2O(露点腐蚀)和H2S-CO2-H2O (均匀腐蚀、氢鼓泡和氢脆、硫化物应力腐蚀开裂)的电化学腐蚀主要发生在温度低于露点的部位，如过程气管线、尾气管线、液硫脱气管线、硫冷凝器的出口、捕集器、与过程气相连的接管易冷凝部位以及烟囱的顶部。 (4)RNH2(乙醇胺)-CO2-H2S-H2O腐蚀主要发生在胺系统的贫富液管线、再生塔、再生塔塔底再沸器等部位，腐蚀最为严重的部位在再生塔塔底再沸器及其出入口管线、贫富液换热器等温度较高部位。 (5) SO2- O2-H2O腐蚀主要发生在尾气处理装置的急冷塔、急冷水空冷、急冷水水冷、急冷水循环泵及相应的急冷水管线。 (6)大气腐蚀主要存在于装置设备和管道表面，腐蚀的情况取决于装置周边的环境。硫磺回收装置的周边环境中，SO2、CO2、H2S及硫化物和氮氧化物均很多，所以装置的大气防护尤为重要。 二、SO2腐蚀与防护 1.腐蚀机理 (1)低温露点腐蚀 ①SO2露点腐蚀SO2主要是H2S和氧气燃烧的产物，易溶于水生成H2SO3，其水溶液称为亚硫酸，具有很强的腐蚀性。在水和水蒸气存在条件下，SO2比H2S更容易与铁反应生成FeSO3。当温度低于150℃时易发生SO2露点腐蚀，温度越高，腐蚀越轻，温度越低，腐蚀越严重。 ②SO2露点腐蚀当O2过剩时，过程气中的SO2被氧化成SO2，在水和水蒸气存在条件下生成H2SO3，可引起硫冷凝器、捕集器、尾气部分过程气管线及与过程气相连的接管短节部位严重腐蚀。当温度在200-250℃时，过程气中的SO3很少变成稀硫酸，但当温度低于110℃时，SO2几乎全部与水蒸气结合形成H2SO4，从而形成对设备的腐蚀。硫冷凝器、捕集器，尾气部分过程气管线的H2SO4腐蚀主要是在容器和管道壁附近形成，尤其是在温度比容器和管道平均温度低的低凹部位。 以上腐蚀反应机理如下： H2S+ O2→SO2+H2O SO2+O2→SO3 SO2+.H2O→H2SO3
硫磺装置腐蚀分析及对策
硫磺装置腐蚀分析及对策 近年来，随着进口高含硫原油炼制的增加，为了适应生产的需要和环保要求，山东汇丰石化硫磺装置于2008年建成投产。如何认识和解决设备腐蚀问题已成为保证硫磺装置安全生产的关键，根据相关资料和同行交流发现硫磺装置腐蚀有以下特点： 制硫过程腐蚀的主要形态 在制硫装置过程气中含有SO3、SO2、H2S、CS2、水蒸汽、硫蒸汽等高温气体，以及从加氢反应器出来的高温气体进入急冷塔水洗后形成的酸水，对设备产生的腐蚀，其中主要的腐蚀是酸水电离腐蚀、电化学腐蚀、高温硫腐蚀、低温SO3露点腐蚀和低温SO2露点腐蚀。 一、设备腐蚀分析 1、酸水电离腐蚀 SCOT加氢反应器出来的高温过程气中含有H2S、SO2、S等介质，进入急冷塔(C-201)冷却。该过程气主要成分是硫化氢，硫化氢本身就是一种弱酸，不稳定，有剧毒，常温下一体积水能溶4．65体积硫化氢气体。硫化氢在水中溶解的电离平衡 如下： H2S = H+ + HS- K1=1.1×10-7 HS-= H+ + S- K2 =1.1×10一15
硫化氢与金属反应生成硫化物 H2S+Fe=FeS↓+H2↑ 这就是硫化氢腐蚀钢材的机理。 但是在制硫燃烧炉生产操作过程中出现配风不合理时，过量的SO2进入尾气系统加氢反应器，其负荷超过设计值时，多余的SO2进入急冷塔，与水形成亚硫酸，亚硫酸具有很强的腐蚀性，对设备产生严重的腐蚀。其在水中溶解的电离平衡如下： H2O + SO2= H2SO3=H+ + HSO3一= H++ SO32- 亚硫酸与金属反应： 2H+ +Fe=Fe2+ +H2↑ 2、电化学腐蚀 在急冷塔系统中，冷却水与过程气直接接触，使冷却水变成酸性水，在系统中形成电解质溶液，换热器材质为碳钢，在换热器管束表面和管束固定板焊口处发生电化学腐蚀。钢材上的铁失去电子，碳作为电极，氢在其上面接受电子形成氢气，与电解质溶液形成一个回路。其电化学反应： Fe-2e Fe2+ 2H++2e Fe 这种电化学腐蚀发生在急冷塔系统中的换热器上较为严重。 以上两种腐蚀主要在尾气系统，为确保尾气系统，须加氨水确保急冷水PH值在7-8左右，可有效防止腐蚀的发生。 3、高温硫腐蚀
克劳斯法硫磺回收工艺技术现状及发展趋势
克劳斯法硫磺回收工艺技术现状及发展趋势 1. 克劳斯法硫磺回收原理 克劳斯法是一种将含硫污水中的硫酸盐还原成硫磺的化学过程。其原理是通过还原反应，使硫酸盐转化为硫醇，并进一步转化为元素硫。克劳斯法将含硫污水中的硫酸盐转化 为硫磺，同时释放出二氧化碳和水。这种方法简单、原理清晰，对硫磺回收效果良好。 目前，克劳斯法硫磺回收工艺技术在化工、冶金等行业得到了广泛应用。在化肥生产 过程中，硫磺是必不可少的原料，而化肥生产废水中常含有大量硫酸盐，采用克劳斯法可 以将硫酸盐回收为硫磺，节约了资源并减少了对环境的污染。在冶金行业，由于冶炼过程 中废气中含有大量硫化氢，采用克劳斯法可以将硫化氢转化为硫磺，实现了硫磺的回收。 克劳斯法硫磺回收工艺技术具有技术成熟、工艺简单、回收效率高的特点。在实际应 用中，该技术被广泛应用，并取得了显著的经济和环保效益。克劳斯法硫磺回收工艺技术 成为了当前硫磺回收的主要技术之一。 1. 技术改进方向 目前，虽然克劳斯法硫磺回收工艺技术已经相对成熟，但仍然存在一些问题亟待解决。现有的克劳斯法硫磺回收工艺技术存在能耗高、产物纯度较低、设备运行稳定性等方面的 问题。未来的发展方向主要包括降低能耗、提高产物纯度、改善设备运行稳定性等方面。 2. 配套设备的研发 克劳斯法硫磺回收工艺技术需要配套的设备进行生产实施，例如还原反应器、脱硫器、结晶器等。未来的发展趋势是研发更加高效、节能、环保的配套设备，以满足克劳斯法硫 磺回收工艺技术的需求。 3. 与其他技术的结合应用 随着科学技术的不断发展，克劳斯法硫磺回收工艺技术将与其他技术相结合，以期达 到更好的效果。可以将克劳斯法与生物技术相结合，利用微生物对硫酸盐进行生物降解， 进而进一步提高硫磺回收效率。还可以将克劳斯法与化学物理技术相结合，以达到降低产 物纯度、提高能效等方面的目标。 4. 环保化发展 随着社会对环保意识的不断提高，环保化已成为各行业的发展趋势。克劳斯法硫磺回 收工艺技术的发展趋势将更加注重环保化，努力达到减少废物排放、减少资源消耗等目 标。
硫磺回收工艺介绍
目录 第一章总论2 1.1项目背景2 1。2硫磺性质及用途3 第二章工艺技术选择3 2.1克劳斯工艺4 2.1.1MCRC工艺4 2。1。2CPS硫横回收工艺5 2.1。3超级克劳斯工艺6 2。1。4三级克劳斯工艺8 2。2尾气处理工艺9 2.2。1碱洗尾气处理工艺9 2.2.2加氢还原吸收工艺13 2.3尾气焚烧部分13 2。4液硫脱气14 第三章超级克劳斯硫磺回收工艺14 3.1工艺方案15 3。2工艺技术特点15 3.3工艺流程叙述15 3。3.1制硫部分15 3.3。2催化反应段15 3。3.3部分氧化反应段16 3。3。4碱洗尾气处理工艺17 3。3.5工艺流程图17 3。4反应原理17 3。4.2制硫部分一、二级转化器内发生的反应:18 3.4.3尾气处理系统中18 3.5物料平衡19
3.6克劳斯催化剂19 3。6.1催化剂的发展19 3.6.2催化剂的选择21 3。7主要设备21 3。7.1反应器21 3.7.2硫冷凝器21 3。7.3主火嘴及反应炉21 3。7。4焚烧炉22 3。7.5废热锅炉22 3.7.6酸性气分液罐22 3。8影响Claus硫磺回收装置操作的主要因素23 3。9影响克劳斯反应的因素24 第四章工艺过程中出现的故障及措施26 4。1酸性气含烃超标26 4.2系统压降升高27 4。3阀门易坏28 4。4设备腐蚀严重28 第一章总论 1。1项目背景 自从本世纪30年代改良克劳斯法实现工业化以后，以含H2S酸性气为原料的回收硫生产得到了迅速发展,特别是50年代以来开采和加工了大量的含硫原油和天然气，工业上普遍采用克劳斯过程回收元素硫。经近半个世纪的演变,克劳斯法在催化剂研制、自控仪表应用、材质和防腐技术改善等方面取得了很大
煤化工项目硫回收工艺技术分析
煤化工项目硫回收工艺技术分析 摘要：随着化学工业的不断发展，煤化工项目越来越多。我国大多数小型煤 化工项目在处理含硫尾气时，大多采用直接燃烧排放和固体吸附。这不仅需要消 耗大量的原材料，增加锅炉腐蚀的可能性，增加煤化工企业的经济投资成本和设 备维护成本，而且加剧了自然环境污染。 关键词：煤化工；硫回收；工艺技术 1煤化工项目硫回收特点 1.1装置规模偏小 新时期炼厂装置的炼油能力和天然气装置发展已得到很大提升，硫回收装置 的规模也越来越大，年产硫黄量能达到50～250kt。但是煤化工项目的装置规模 偏小，其耗煤量虽然较少，但是产硫量也较低，一般年产硫黄量在10～30kt。 1.2酸性气浓度复杂且偏低 由于煤炭资源成分复杂，硫磺回收后产生的酸性气体也比较复杂。除了常见 的碳氢化合物和有机硫外，还有甲醇、氰化氢和其他物质。目前，我国煤化工项 目的空气净化技术一般为低温甲醛法和NHD法。排出的酸性气体浓度较低，一般 只有20%～30%。但如果不及时处理，不仅会缩短催化剂的使用寿命，造成硫磺产 品质量不合格，还会堵塞催化剂床层，影响装置的正常运行。 1.3酸性气浓度波动大 煤炭资源种类多样，经过煤化项目之后产生的含硫原料气即酸气成分也不同，其浓度波动大，并且变化范围远超于其他石化领域，因此其对操作要求较高。 1.4氧气充分氢源不足
煤化工项目没有大型制氢装置，氢源不足。但是，空分装置将提供充足的氧 气供应，完成燃烧，并在反应后生成氮气。因此，根据煤化工项目的特点，可采 用富氧燃烧工艺。 2硫回收工艺技术分析 2.1原始克劳斯工艺 克劳斯工艺采用低温甲醇处理酸性气体，可将硫化氢转化为单质硫。部分硫 化氢与氧气一起燃烧生成二氧化硫。大部分硫化氢和二氧化硫在适宜温度的环境 中通过催化剂的催化作用生成硫磺，但其二氧化硫在反应过程中也会发生许多副 反应。克劳斯法操作简单。经过优化改进，可分为直流法、并联法和直接氧化法。主要工艺是控制煤化工装置中硫化氢和氧气的比例，使其相互反应，生成的二氧 化硫在催化剂作用下与硫化氢气体催化反应后生成硫磺，分流法不能直接生成硫 磺产品，但2/3的酸性气体将与出口气体一起进入冷凝器进行冷凝。通过两级克 劳斯理论，硫磺回收率约为92%，通过三级克劳斯理论，硫磺回收率可达到98%。因此，克劳斯硫磺回收工艺已成为应用最广泛的工艺之一。 2.2超级克劳斯工艺 超级克劳斯工艺在原克劳斯工艺的基础上不断优化。增设超级克劳斯变换器，有效解决了酸气与空气难以匹配的问题。超级克劳斯过程包括一个高温反应和三 个催化反应。催化剂分为常规催化剂和超级克劳斯催化剂。在不增加太多投资的 情况下，硫回收率可提高到99%，与传统克劳斯工艺相比，硫回收率可提高2%以上。 2.3克劳斯低温、富氧和直接氧化工艺 克劳斯低温工艺是在低于硫露点的温度条件下适当调整转化器的温度对其进 行相关反应作业，但是其在前期需要增加冷凝设备，因此经济成本较大；克劳斯 富氧工艺是以氧气作为催化剂来完成对硫的回收，其可以适应大范围的硫化氢浓度，能够提升硫回收效率，但在实际操作过程中氧气的成本过高，因此其不适合
硫磺回收装置腐蚀问题分析及防护措施
硫磺回收装置腐蚀问题分析及防护措施 摘要：某炼油厂硫磺回收装置的主要作用是将H2S转化成液硫，然后进入 硫磺成型装置制备固体硫磺。硫磺回收装置在各种因素的影响下，存在着严重的 腐蚀问题，影响着生产装置的安全运行，本文主要分析了硫磺回收装置的腐蚀问题，并提出了腐蚀防护措施，以保障硫磺回收装置长周期稳定运行。 关键词：设备腐蚀；硫磺；回收装置；H2S 引言 在硫磺回收生产装置中，引起硫磺回收设备腐蚀的原因有许多，比如化学物质、电化学物质以及环境因素等，虽然现代硫磺回收设备在生产和设 计时加入了一定的防护技术，但是在各种因素的影响之下，无可避免的遭遇到各 种腐蚀的情况。随着硫磺回收设备的应用越来越广泛，解决其腐蚀问题是保证设 备质量、延长设备使用寿命的重要举措。所以企业要积极的采取防护措施才能保 障企业的经济利益，维持硫磺回收设备的正常使用。 1H2S腐蚀 硫磺回收装置均设置有液硫脱气系统。不同工艺包采用的脱气方案不同，原 理都是使H2Sx分解为H2S，再进一步氧化为单质硫。通常采用空气作为脱气介质，空气中的氧气可以使H2S氧化为硫。液硫脱气设备的腐蚀非常复杂，一方面，液 硫本身具有腐蚀性，液硫中的H2S、氧气及水等介质对腐蚀影响也很大;另一方面，不同工艺包采用的脱气方案有所不同，设备选用材料不同，腐蚀机理和腐蚀严重 程度也会有所区别。 1.1H2S泄漏危害 H2S侵入人体的主要途径是鼻腔、口腔，经人体黏膜吸收比经皮 肤吸收中毒更快，短时间内意外接触高浓度H2S会导致电击式死亡。H2S对黏膜 的局部刺激作用是由接触湿润黏膜后形成的硫化钠以及本身的酸性所引起的，人 的中枢神经对缺氧最敏感，吸入H2S后首先受到损害的就是中枢神经。 1.2典型案例
硫磺回收装置烧氨技术特点及存在的问题
硫磺回收装置烧氨技术特点及存在的问 题 摘要：随着我国硫酸工业的发展，烧氨技术已广泛用于炼厂。本文介绍了烧氨技术的特点，对提高烧氨反应温度的各种方法进行了对比，并对烧氨过程中可能出现的阻塞、腐蚀等问题进行了分析，并提出了用材料平衡法测定有关成分的方法。 关键词：硫磺回收装置；技术特点；问题；方法措施 引言 与双塔、单塔侧线抽氨技术相比较，常压酸性水汽提法具有流程简单，操作简单，投资省，能源消耗少的优点，已逐渐被许多生产企业和设计单位所采用。将含氨酸性气的蒸汽送至硫磺回收厂进行脱硫处理。美国在20世纪60年代首先使用了含氨酸性气焚烧法，并迅速投入到工业生产中。此后，日本、欧洲、加拿大等发达国家对其结构、烧嘴形式、操作条件和控制方法进行了较多的研究。经过数十年的发展，国外已经普遍采用了硫磺再生设备处理含氨酸气的工艺。近年来，随着国内硫磺回收技术的发展，以及对国外技术的消化、吸收，烧氨技术在国内迅速得到了广泛的关注。上海石化两千吨硫磺循环装置于2000年投产，济南石油化工、沧州石油化工、齐鲁石油化工、大连石油化工、海南石油化工、镇海石油化工、大连石化等公司相继应用了该技术。文章介绍了目前我国硫磺再生设备烧氨工艺的发展状况和存在的问题。 一、烧氨工艺技术的特点 1.氨化酸性气体的运输 一般情况下，将含有氨气的酸性气体的运输温度设定在90摄氏度或更高，否则会引起铵盐结晶，造成管道阻塞。所以，在运输含氨气的过程中，必须先考
虑伴热问题。目前，国内外普遍使用的伴热方法有：管式伴热、夹套伴热、电伴 热等。一般来讲，在蒸气线圈中，伴热为1.1MPa的蒸汽是几个较小的管子。通常，这些蒸汽都是通过专用的管道轻易获取的，比如大连西太平洋化工，8万吨/ 年的硫磺循环设备，利用4台1.0MPa的蒸气进行加热，在到达前能达到100℃以上。通常情况下，蒸汽夹套的伴热为0.3MPa，伴热可达到140摄氏度。普通的精 炼工厂是没有0.3MPa的蒸汽管道，一般来自于硫磺工厂的自用蒸汽。电伴热是 一种利用外部的电力系统进行伴热的方法，它可以根据控制柜调节伴热的温度。 由于耗电量大，所以在设计时要考虑到设备的功率负荷是否足够。 通过三种不同的伴热方案，其中以蒸汽盘管的伴热最为合适。虽然夹套伴热 可以在进入炉膛之前将其加热至高温，有利于提高其烧结温度，但是其施工困难，尤其不适合长途运输。电伴热具有精确控制温度的优点，但其投资巨大，能耗大【1】。 2.酸性气吹管的选用 酸气烧嘴是硫磺回收装置中的一个重要环节，也是硫磺循环装置是否能够完 全烧掉氨气的依据。既要使Claus在高温度段的转化速率达到70%，又要使含氮 气体中的氨气和碳氢化合物等杂质全部分解，使之耗尽。目前，我国尚无一种符 合以上要求的含硫燃烧器，且所用的大部分为常规型，其混合强度、烃类杂质分 解率低、漏氧严重，无法达到烧氨的要求。近几年，由于引进了意大利NIGI、德 国Lurgi、荷兰Duiker、加拿大AECO、英国Hamwonhy等不同的产品，但在引入 的数量和使用效果上，Duiker和AECO的产品具有以下特点： (1)具有较高的火焰强度和较短的燃烧时间，并能较好地与空气的混合； (2)充分燃烧并不产生自由碳的重烃； (3)防止氧气泄漏； （4）应烧氨要求，在混合酸性气中NH，最高在30％的情况下能使氨充分分解，过程气中的残氨含量可控制在20×10-6以下； (5)工艺气体中N0、浓度≤150mg/m3；
硫回收装置腐蚀原因分析及防护 张东彪
硫回收装置腐蚀原因分析及防护张东彪 摘要：硫回收过程中酸性气组分复杂，腐蚀类型多，腐蚀机理复杂，且均是多 种腐蚀情况并存，因此了解装置中存在介质及工艺条件，对于判断其腐蚀机理及 需要采用的防护措施，防止设备腐蚀具有重要意义。鉴于此，本文对硫回收装置 腐蚀原因分析及防护进行了分析探讨，仅供参考。 关键词：硫回收装置；腐蚀原因；防护 一、硫回收工艺原理 硫回收过程中酸性气体 H 2 S 在热反应段与空气部分燃烧后，经过克劳斯催化 反应段以及 SCOT 尾气处理系统，最终进入焚烧炉。克劳斯单元分为热反应段和 低温催化反应段。热反应段采用分流法，使部分H 2 S 在燃烧炉中燃烧生成单质硫，部分转化为 SO 2 ，SO 2 和未反应的 H 2 S 在低温催化反应段经催化转化后， 生成单质硫。SCOT 工艺采用钴钼催化剂，将克劳斯尾气中的硫化物加氢还原为 H 2 S，经醇胺脱硫溶液吸收法将 H 2 S 提浓，回收再利用，处理后的尾气残余硫含 量很低，焚烧后可直接排入大气。 二、硫回收装置腐蚀原因分析 1、胺液腐蚀 胺液腐蚀指的是RNH 2 （乙醇胺）-CO 2 -H 2 S-H 2 O腐蚀，其主要存在于胺 系统管线，再生塔及其底部沸器，其中再生塔塔底再沸器最为严重。胺液腐蚀主 要在温度较高区域，主要影响因素为CO 2 、RNH 2 ，随着CO 2 浓度增加，胺液 腐蚀越严重，当体积在20%～30%时，碳钢腐蚀速率达0.76mm/a。 2、湿硫化氢腐蚀 湿H 2 S腐蚀指的是H 2 S遇水形成酸化环境，指水在露点以下和H 2 S共存，往往造成压力容器、管道等开裂。主要存在于酸性气分液罐、预热器壳体、冷凝 冷却器等部位。其腐蚀机理为： H 2 S→H + +HS - →H + +S 2- 碳钢在H 2 S水溶液会发生电化学反应：阳极：Fe→Fe 2+ +2e；Fe 2+ +HS - →FeS↓+H + 阴极：2H + +2e→H 2 ↑ 碳钢在H 2 S溶液在阳极形成FeS，管道发生均匀腐蚀，阴极生成氢渗透至金 属缺陷处产生氢鼓泡，在应力下形成硫化物发生开裂。 3、高温硫腐蚀 温度超过240℃时，H 2 S发生高温腐蚀，腐蚀部位包括酸性气体燃烧炉及其 部件、尾气焚烧炉、电加热器壳体、反应器壳体等。高温下，H 2 S分解形成单只 硫（H 2 S‖H 2 +1/2S 2 ），硫会与金属发生反应形成均匀腐蚀，其主要与温度、硫化物形态、介质流速、设备材质等相关，温度越高，腐蚀越大，一般认为在430℃时为腐蚀最大值，继续增加温度，腐蚀速率降低。 4、酸性气体腐蚀 吸收 CO 2 和 H 2 S 的胺液在再生塔中可产生游离态或者化合态的 CO 2 ，与铁 元素生成可溶性的铁盐Fe(H CO 3 ) 2 。加热时，CO 2 从溶液中逸出，同时可溶性 的铁盐转化为不溶性的 FeCO 3 。该腐蚀产物在气液相的冲刷下容易脱落，使金属表面重新暴露在腐蚀介质中，形成新的腐蚀，该腐蚀形式为碱性条件下的 CO 2 和胺引起的应力腐蚀。此外，CO 2 与水形成 H 2 CO 3 ，可直接腐蚀设备，随着温度 升高和 CO 2含量增加，腐蚀速度加快。 三、硫回收装置腐蚀的防护
碱洗脱硫工艺设备腐蚀分析
碱洗脱硫工艺设备腐蚀分析 摘要：【摘要】比较分析了几种能满足炼油厂现有硫磺回收装置烟气脱硫要求的碱洗技术：动力波碱洗技术、SWSR技术和MDS脱硫技术。结合某企业硫磺装置的运行状况、现场空间以及硫磺装置脱硫工艺技术的比选原则，MDS脱硫工艺技术是适合使用的。 【关键词】SO2排放限值脱硫碱洗工艺动态波碱洗技术MDS脱硫技术SWSR技术 1.技术背景介绍 随着我国工业经济的快速发展，不仅给社会带来了巨大的经济效益，而且排放了大量有害废气，不仅污染了环境，而且给人们的生命和身体带来了严重的危害。近年来，随着雾霾天气的不断增多，PM2和PM5指数居高不下，人们对环境保护的重视程度越来越高。2015年，国家修订颁布了《石油炼制行业污染物排放标准》gb31570-2015和《石油化工行业污染物排放标准》gb31571-2015，以完善环境保护控制指标，并从源头上调整酸性气体回收装置中SO2的浓度≯ 960mg/m3至≯ 400mg/m3。2019年，政府发布了《打赢蓝天保卫战三年行动计划（2018-2020年）》通知，深化工业污染治理，持续推进工业污染源综合达标排放，按照国家部署和相关规范，以在线烟气监测数据为执法依据，加大对超标企业的处罚和联合处罚力度，凡不达标企业将依法停产处理。促进特殊排放限制的实施。2019年，企业所在城市新建、改建、扩建项目将实施特殊排放限值，2020年起全面实施特殊排放限值。硫磺装置烟气中SO2浓度要求≯ 100mg/m3。 烟气脱硫工艺技术主要有：碱洗工艺、氨法工艺、技术离子液工艺、络合铁工艺等，每个工艺技术都存在优缺点，其中碱洗工艺和氨法工艺是近几年应用较多的脱硫技术。碱洗工艺脱硫效果好，工艺流程短，没有废固产生，但会产生含盐废水;氨法工艺技术用于锅炉尾气较多，但针对炼厂硫磺回收装置尾气中SO2含量较高的特点，还存在难度，工艺流程较长，产生硫酸铵副产品，设备腐蚀较
煤化工硫回收工艺的选择探讨
煤化工硫回收工艺的选择探讨 摘要：为了解决环境问题，我国提出了可持续发展的理念，许多化工企业也 采取了净化方式来降低对生态环境的影响，并保证煤化工项目的绿色可持续发展。我国的煤炭资源和石油储备虽然不同，但都是我们生活和生产所必需的重要资源。为了实现可持续发展，化工企业必须采取更为环保的方式来开发这些资源，减少 对环境的污染，为社会做出更多的贡献。 关键词：煤化工；硫回收工艺；选择探讨 1煤化工中硫回收的特性 1.1装置规模较小 随着天然气和炼油装置技术的不断提高，以及硫回收规模的加大，硫磺产量 得以大幅提升，最高可达50～250kt/a。然而，与此相比，煤化工工程的硫回收 规模相对较小。虽然煤化工工程硫回收规模耗煤量较少，但由于产生的硫量不高，其硫磺产量一般只有10～30kt/a。对于环保来说，硫回收是非常重要的。硫磺是 一种常见的化学元素，在工业生产和农业生产中有着广泛的应用。然而，硫磺的 排放会对环境造成严重的污染，如酸雨等。因此，从工业生产的角度来看，必须 采取措施减少硫磺排放，以保护环境。天然气和炼油装置技术的提升，以及硫回 收规模的加大，为减少硫磺排放提供了有力的支持。同时，煤化工工程的硫回收 规模虽然较小，但其耗煤量也相对较少，有利于环保。然而，由于煤化工工程产 生的硫量不高，其硫磺产量也有限，仍需要继续发展技术，提高硫回收规模，以 更好地保护环境。 1.2酸性气体的浓度偏低且复杂 我国是世界上最大的煤炭资源拥有者之一，煤炭资源的开采和利用一直是我 国经济发展的重要支柱。酸性气体成分繁杂，包括有机硫、烃类和甲醇等成分。 低温甲醇在煤化工过程中广泛使用，但是其产生的酸性气体对环境和人体健康都
硫磺回收装置生产运行影响因素分析及相关措施
硫磺回收装置生产运行影响因素分析及 相关措施 摘要：随着国家环保要求的不断提高，为了达到保护自然环境的要求，石油 化工企业要加强硫化物的回收与利用，因此硫磺回收装置的地位愈加重要。硫磺 回收装置能否高效生产运行，是提高石油化工企业的经济效益和可持续发展的前 提条件。本文分析了硫磺回收装置高效生产运的影响因素，并提出了相关的解决 措施。 关键词：硫磺；回收装置; 腐蚀; 制硫 一、前言 硫磺装置包括硫磺回收、尾气处理、液硫脱气、尾气焚烧、液硫成型五部分。由于原油中含有一定量的硫化物，随着高硫原油进口的增加，以及大量含硫燃料 油的深加工，释放的硫化物是破坏环境和污染空气的元凶。硫磺回收是一件国计 民生的大事，所以硫磺回收装置作为石油化工企业配套的环保装置越来越被重视。 二、影响硫磺回收装置高效运行的问题 （一）硫磺回收装置工艺设备腐蚀 (1)高温硫腐蚀。高温为硫腐蚀制硫设备产生了条件。一般在250℃左右的高 温下，极其容易产生高温硫腐蚀这一现象。高温硫腐蚀经常会发生在装置设备中 的高温部分，如制硫炉内构件、高温掺合阀、废热锅炉、反应器内构件和尾 气焚烧炉等部件。硫化物、单质硫对设备的腐蚀，会随着温度的升高而加重。 （2）硫化氢腐蚀。硫化氢的腐蚀作用极强。强度极高的钢材合金产品会因 受到硫化氢的腐蚀而产生裂痕，如若防护不当会导致设备出现泄漏等现象，从而 影响整个硫磺回收的工作过程。
（3）二氧化碳腐蚀。二氧化碳和铁在高温或者有水分的情况下，极容易发 生化学反应，生成一种不坚硬的碳酸铁。碳酸铁中的酸性成分含量较高，具有一 定程度的腐蚀性，所以二氧化碳腐蚀也是硫磺回收装置工艺中很常见的腐蚀类型 之一。 （4）温度变化导致的露点腐蚀。硫磺回收工艺流程中，系统设备管线中 存在硫、硫化氢、二氧化硫及三氧化硫等腐蚀性介质及水蒸气，这些介质在低于 露点时形成酸性冷凝液，造成低温露点腐蚀，从而对碳钢材质的设备造成腐蚀。 当温度低于150℃时易发生露点腐蚀，温度越高，腐蚀越轻，温度越低，腐蚀越 严重。露点腐蚀一般发生在温度低于露点装置的部位，如各种气管线、尾气管线、硫冷凝器管束出口、捕集器以及烟囱的顶部。 (二)系统的压降高 制硫系统中一个非常重要的参数是压降。硫磺回收及尾气处理装置整个系统 的压力均很低，压降高了系统就不能正常工作。造成硫化装置压降升高有很多原因，如催化剂积碳、硫冷凝器泄露、硫磺堵塞液流管线、保温不好等都会造成压 降升高。装置压降出现异常，会给制硫系统产生不良的影响: 制硫炉的入炉风量 明显降低，炉前压力大幅升高。系统压力升高，导致酸性气及配风进炉受阻，因 为酸性气进入系统困难，酸性气处理量降低；风进入系统受阻，风机憋压，甚至 憋停，导致装置停工；系统压降升高，容易发生硫化氢倒串至大气的事故。因此 系统的压降高，会极大地影响装置的正常运行。 (三) 阀门易坏 硫磺回收装置某些部位的阀门，经常由于积硫、积碳、结盐等问题导致开关 不灵活。若处理不当，会导致阀门传动机构损坏，不能正常开关，影响装置的正 常生产，严重时会造成非计划停工。 (四)酸性气含烃超标 酸性气含烃超标给生产造成的影响非常严重。（1）会影响制硫炉配风比的 控制，造成制硫设备反应炉产生超温、变形、塌陷。（2）在缺氧的情况下，烃 类燃烧不充分，造成转化器内积炭，产生不合格的黑硫磺。（3）系统被积碳堵
硫回收技术选择浅析
硫回收技术选择浅析 本文首先介绍了国内外硫回收各种技术的特点，其次对Claus+尾气处理（SCOT或氨洗）技术和WSA技术做了重点阐述和详细的对比，WSA湿法工艺和Claus+氨洗法工艺都是当前处理酸性气体最有效的方法，硫酸和硫磺市场直接影响到硫回收技术方案的选择。 标签：硫回收；克劳斯法；尾气处理；WSA 1 几种硫回收技术特点 1.1 克劳斯法 克劳斯法是使用最广泛的干法硫回收的工艺，由于工艺简单，适用大型化、自动化生产装置，装置效能高，因此已成为从含H2S气体中回收元素硫的主要方法。 ①超级克劳斯硫回收工艺，一改以往单纯增加转化级数来提高硫回收率的方法，在两级普通克劳斯转化之后，第三级改用选择性氧化催化剂，将H2S直接氧化成元素硫，总回收率为99.2%～99.5%，在国内外已有多套工业装置。此工艺处理后的尾气仍然存在COS、SO2远远超出国家排放标准的问题，即不能满足环保排放要求；②超优克劳斯法为了满足日益严格的环保要求，在超级克劳斯硫回收工艺的基础上又开发了超优克劳斯。超优克劳斯具有超级克劳斯工艺的所有优点，在不增加投资的情况下，在两级普通克劳斯转化之后，增加加氢催化反应器，将所有硫化物催化加氢转化成H2S后，再选用选择性氧化催化剂，将HAS 直接氧化成元素硫，将总硫回收率进一步提高到99.5%～99.7%。 1.2 WSA法 WSA法是一种含硫湿气直接制酸工艺。WSA工艺由原料酸气的热焚烧、SO2催化氧化成SO3以及SO3与水在湿式成酸塔中吸收并浓缩成成品酸等三部分组成。此工艺对酸性气的组成和负荷的变化不敏感，该工艺可用含硫化氢0.05%的酸性气生产硫酸，操作弹性大，硫回收率达99. 8%，并可生产浓度为98%的商品硫酸。 2 硫回收工艺的详细介绍 能达到国家环保要求，并能大规模生产的只有Claus +氨洗（锅炉氨法）、Claus+SCOT法和WSA法。下面对以上3种方法做进一步详细介绍和对比。 2.1 Claus+氨洗法工艺 包括硫磺回收工序、尾气处理工序、硫磺成型工序。
硫回收装置硫冷器腐蚀分析及解决办法
硫回收装置硫冷器腐蚀分析及解决办法 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020
硫回收装置硫冷器腐蚀分析及解决办法 张成祥 （兖矿国宏化工有限责任公司，山东邹城 273500） 摘要：介绍了硫回收原理及流程，分析了导致硫冷器腐蚀的原因，并提出了解决办法 关键词：硫回收硫冷器腐蚀露点腐蚀 0 引言 近年来，随着国家对环保的重视和环保标准的提高，国内化工行业陆续建造了多套硫回收装置，工艺路线多采用克劳斯、超级克劳斯、超优克劳斯等，但这些装置硫冷器的腐蚀问题一直困扰着生产组织者和设计者。腐蚀不仅使硫回收装置增加了检修工作量和大量的维修费用，并且由硫冷器内漏带来的装置非计划停工也严重影响了硫回收装置的长周期运转，同时为了维持全厂的正常生产，不得不把该送至硫回收装置处理的酸性气排放至火炬焚烧后放空，既损失了硫磺又对环境造成了严重污染。本文通过对兖矿国宏硫回收装置的工艺优化和改造，提高了装置运行周期，对同行业具有很好的借鉴作用。 1硫回收工艺原理及流程简介 我公司采用采用三级克劳斯工艺处理含有H S的酸性气体，其反应机 2 理如下：
H 2S+ SO 2+H 2O +Q (1) 2H 2S+SO 2 (3/X )Sx+2H 2O +Q (2) 其中反应(1)和(2)是在高温燃烧炉中进行的，在催化反应区(低于538℃)除了发生反应(2)，还进行下列有机硫化物的水解反应： CS 2+H 2O COS+H 2S +Q (3) COS+H 2O H 2S+CO 2 +Q (4) 酸性气中的H 2S 转化为元素硫是酸性气在燃烧炉内的高温燃烧反应 和在反应器内的低温催化反应共同完成的。在燃烧炉内，H 2S 氧化为元素 硫的高温燃烧反应分两步进行，其中1／3的H 2S 参与反应(1)所示的第一 步反应，与化学计量的空气在900—1300℃之间进行燃烧，经过自由火焰部分氧化后，H 2S 被转化成为S02和H 20，剩余2／3的H 2S 再与S02进行反 应(2)所示的第二步反应生成硫和水。在高温热反应条件下，元素硫基本上以S 1和S 2形态存在，燃烧后的含硫混合物进入低压废热锅炉冷却到 150～160℃，从一级捕集器底部进入液态硫储罐，同时产生的水蒸汽进入低压管网。再热后的工艺气则进入二、三个绝热反应器进行低温催化反应。鉴于CS 2和COS 的水解反应受动力学过程所控制，高温有利于有机 硫化物水解反应的进行，而H 2S 与SO 2的克劳斯反应受热力学平衡所控 制，低温有利于生成元素硫和水反应的进行。因此第一反应器床层温度一般控制在300～320℃，第二和第三反应器床层温度大致控制在260℃和230℃左右，比过程气中硫的露点温度高20～40℃，采用逐级降低温