合成氣裝置中脫硫設備的損傷原因與處理

value Engineering合成氣裝置中脫硫設備的損傷原因與處理Causes and Treatment Measures of Desulfurization Equipment Damage of Synthesis Gas Plant沈紅 Shen Hong(宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院,宜賓644000)Yibin Vocational and Technical College, Yibin 644000, China)摘要:合成氣裝置的脫硫設備處在硫化物腐蝕最為嚴重的條件下因此對其形成的損傷也是最為嚴重的所以應在檢測和數據分析的基礎上,采取針對性的措施對其進(jìn)行防治,保證生產(chǎn)的安全和連續Abstract: The desulfurization equipment of synthesis gas plant suffers the most serious sulfide corrosion, therefore, its damage is also the mostserious. In view of this situation, targeted measures should be taken to prevent its damage based on detection and data analysis, so as to ensure the safe關(guān)鍵詞:脫硫工藝;脫硫腐蝕;腐蝕檢測;原因分析;處理措施Key words: desulfurization process; desulfurization corrosion; corrosion detection; cause analysis; treatment measures中圖分類(lèi)號:TH6文獻標識碼:A文章編號:1006431(2011133-0027021合成氣裝置脫硫工藝原理與流程概述物質(zhì)在溶液和氣流的沖擊作用下就會(huì )出現剩離,在此作用下就會(huì )對11合成氣脫硫的基本原理合成氣脫硫的工藝原理是采用的脫硫設備產(chǎn)生損傷,并加劇腐蝕。改良后的ADA法進(jìn)行脫硫,主要是對裂化中出現的硫化氫氣體。起22電化學(xué)損傷電化學(xué)腐蝕通常來(lái)自與水和電解質(zhì)的共同作反應的基本原理就是利用堿性溶液如:碳酸鈉等為吸收溶劑,ADA用,在脫硫液對碳鋼設備的腐蝕基本上就是一種電化學(xué)腐蝕過(guò)程溶液為氧載體,在催化劑的作用下完成對裂化氣中硫化氫的吸收,是一種有氧參與的電化學(xué)腐蝕。在前面簡(jiǎn)述的脫硫方法中其脫硫液以此完成對氣體脫硫的目標。按照前面的基本原理分析,堿溶液與為強電解質(zhì),其中含有釩和硫化鈉就是一種強氧化劑,因為各種設硫化氫之間會(huì )發(fā)生一系列的化學(xué)反應。其中硫化氫在反應中被釩元備的工藝狀態(tài)差異,不同部位的金屬電位也會(huì )出現差異,所以就容素氧化成為硫元素,而釩元素則從五價(jià)變?yōu)樗膬r(jià)。此時(shí)四價(jià)釩與氧易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕化狀態(tài)下的ADA相互作用,生產(chǎn)還原態(tài)的ADA,而四價(jià)釩再次成脫硫工藝中碳鋼設備的損傷主要是氧化的去極化過(guò)程引發(fā)的,為五價(jià),恢復了釩的活性,可以投入到再次使用。ADA溶液的再生首先氧遷移到達陰極而后在陰極上發(fā)生離子化過(guò)程,也就是空氣是在再生塔中通入大量的空氣,空氣中的氧將會(huì )還原ADA氧化,完中的氧氣分子穿過(guò)空氣與電解質(zhì)的相接處然后對流通過(guò)厚度較大成還原,恢復其活性,同時(shí)單質(zhì)硫則被吹出。的電解液,最后到達金屬表面,氧分子通過(guò)吸附效應相對固定在金12脫硫工藝流程(圖1)在合成氣裝量完成生產(chǎn)后裂化氣從屬的表面,從而形成一層溶液擴散到達金屬表面。如果金屬表面已脫硫系的脫硫塔底部進(jìn)入到脫硫循環(huán),底部的氣體與上部噴淋出的經(jīng)出現了被腐蝕的物質(zhì)氧分子則需要穿過(guò)這些腐蝕產(chǎn)物才能到達ADA液體進(jìn)行接觸,在支持氣體、液體相互反應的工藝作用下,完金屬表面,增加了氧分子擴散阻力。在設備中因為碳鋼設備的形狀成脫硫處理,排除的氣體從塔頂排除,進(jìn)入下一步生產(chǎn)。而吸收了硫差異就會(huì )產(chǎn)生不同的吸附效果和解除活性,氧分子擴散到其表面的化氫的溶液從塔底排除,進(jìn)入到氧化再生塔中,再生塔的工藝是從阻力也就不同,擴散量和電位也就不同。碳鋼表面的含氧量多少就底部吹入空氣,使其與溶液相混合,完成脫氧處理。反應后析出的單會(huì )影響腐蝕損傷的程度含氧量多的脫硫液與金屬解除就會(huì )產(chǎn)生較質(zhì)硫會(huì )隨著(zhù)氣泡上浮,懸浮在再生塔的上部,最終凝聚成較大顆粒強的去極化作用,電位較高就是陰極,而含氧量較少的脫硫液與金的硫,并從硫磺泡沫從再生塔的上部溢流口中流出,進(jìn)入到硫磺回屬接觸就會(huì )成為低電位的陽(yáng)極,從而形成了氧的濃差電池使得處在收的工序中,至此就完成了脫硫。陽(yáng)極的金屬受到腐蝕。H23腐蝕的主要形態(tài)①全面損傷。腐蝕的是一種主要形式就是全面腐蝕,其特征是以相同的速度對內壁材料產(chǎn)生全面的均勻腐蝕,其表現是客器的大部分都遭到破壞,常用的衡量方法是單位時(shí)間內的腐蝕質(zhì)量或者厚度損失,在沒(méi)有局部腐蝕的情況下,整體變薄對裝置的破壞性是較小的,此種均勻腐蝕在脫硫裝量中幾乎是最為常見(jiàn)的,只要年腐蝕的厚度不超標就不會(huì )影響生產(chǎn)。②局部損傷。局部腐蝕的情況較為復雜多樣,主要是點(diǎn)蝕和流動(dòng)導致的局部腐蝕。點(diǎn)蝕的敏感性通常會(huì )隨著(zhù)氣分壓增加和介質(zhì)的溫度升高而增一如清動(dòng)性灣的抽就是沖剩政素夜取托成數各種各樣的微型電池效應,后者產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕就會(huì )造成局部出現腐蝕區域。局部腐蝕的過(guò)程發(fā)生的幾率較大速度快位置隱蔽硫夏危害性也大于全面腐蝕。局部腐蝕對脫硫設備的影響主要是導致設備產(chǎn)生泄漏是需要控制的一種腐蝕形態(tài)3脫硫設備的損傷情況檢測與分析3.1脫硫塔的損傷檢測和原因分析①檢測。在對脫硫塔的檢圖1脫硫流程圖測發(fā)現,整個(gè)內部的表面被較厚的沉積物和腐蝕產(chǎn)物所覆蓋,堆積2脫硫設備中腐蝕損上的機理和形態(tài)物下面的金屬結構存在明顯的腐蝕,包括全面腐蝕、坑狀腐蝕。在脫21硫化氫的化學(xué)腐蝕硫化氫氣體溶于水后就會(huì )對金屬材料硫塔的中部和下中國煤化工對中間的塔節進(jìn)行產(chǎn)生極強的腐蝕作用,在吸收塔的底部氣體液體相接處的部位,因細致的檢測,出去蝕較為嚴重,其腐蝕為硫化氫含量較高其與鐵作用就會(huì )產(chǎn)生質(zhì)地松散的硫化亞鐵。此成片分布,且十CNMH到6mm,深度更達到了15mm,個(gè)別的則造成了塔壁的完全腐蝕,導致介質(zhì)泄漏。塔外作者簡(jiǎn)介:沈紅199-),女,四川瀘州人,本科,講師,研究方向為化學(xué)工程連管的腐蝕則集中在管內量的下半部分,嚴重的也造成了穿孔。針及工藝。對表面和內部進(jìn)行了無(wú)損檢測,對塔內的多處腐蝕嚴重的區域進(jìn)行g(shù)·價(jià)值工程了無(wú)損檢測,探測的結果表明其損傷還沒(méi)有形成裂紋。對塔體的中從而導致其材料的抗硫化能力減弱容易出現應力腐蝕開(kāi)裂;加之間段進(jìn)行了單晶斜探和單晶直探進(jìn)行UT探傷,沒(méi)有裂紋、層狀裂較高的工作應力和參與應力的作用,更加劇了此種損傷。另外,奧氏紋等情況。表面覆蓋物的成分檢測,塔內的覆蓋物主要是取自塔壁體不銹鋼管是一種固溶態(tài)或者是敏化態(tài),在含有硫化氫的介質(zhì)中都內蝕坑中的樣本,和取自塔壁腐蝕物的樣本進(jìn)行了分析和檢測,其會(huì )呈現出應力腐蝕開(kāi)裂的敏感狀態(tài),前者是穿晶體、后者則是沿晶中硫、鐵元素的含量最高。對塔外連管的水平位置進(jìn)行覆蓋物提取,體,所以出選材和介質(zhì)因素外,脫硫分離器破裂和焊縫的焊接質(zhì)量主要是空洞位置、管內的腐蝕物進(jìn)行檢測,其結果:腐蝕物(基體),也是息息相關(guān)的。硫31%和鐵63%含量較高腐蝕物(白色),硫含量與鐵含量基本持4合成氣裝置中脫硫裝置的損傷處理平;腐蝕物(顆粒狀),鐵含量最高達到了86%②損傷分析。從腐蝕41材料的選擇在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中應選擇耐腐蝕性能較好損傷的角度看,肇厚大面積變薄坑蝕、穿孔等,腐蝕的成分看塔壁的材料來(lái)制作脫硫設備,根據實(shí)踐的經(jīng)驗表明,對低溫高含硫量的附著(zhù)物的硫含量較高,脫硫塔內所形成的腐蝕主要是由硫化物引起介質(zhì)進(jìn)行加工的時(shí)候,選擇碳鋼或者鐵素體類(lèi)材料、馬氏體材料、雙的。已知的流和硫化物腐蝕是脫硫塔的主要腐蝕形式,其主要的腐向鋼類(lèi)、鎳合金鋼復合材料等是可以有效的提高其抗腐蝕的能力蝕原理就是電化學(xué)腐蝕,在反應條件為較低溫度的時(shí)候,硫化腐蝕的。所以在生產(chǎn)中應當根據實(shí)際的情況選擇材料。的介質(zhì)主要是硫化氬,其過(guò)程是硫離子與氫離子的分離,陽(yáng)極過(guò)42進(jìn)行表面噴涂后續保護措施也可以有效的控制腐蝕的出為鐵轉化為硫化鐵,陰極過(guò)程為氫離子的轉化,陽(yáng)極和陰極過(guò)程在現如對分離器的焊接部位進(jìn)行必要的涂層保護就可以有效的抑制富含硫化氫的時(shí)候最為強烈,所以對設備造成的損傷也是較為復雜其形成腐蝕。復合復層的方法。如:采用四層覆蓋層前兩層為金屬的。陽(yáng)極過(guò)程所形成的是全面腐蝕、坑蝕等嚴重的時(shí)候其腐蝕的速鋁覆蓋層后兩層為環(huán)氧樹(shù)脂覆蓋層;或者采用聚脲彈性材料等,在度可以大于10mm/a,在較短的時(shí)間內就可造成設備內壁的嚴重腐脫硫生產(chǎn)中可以有效的抑制腐蝕和應力腐蝕的破壞,能夠將電化學(xué)蝕,導致其變薄和穿孔。陰極過(guò)程是造成設備氫脆、氫鼓泡、氫開(kāi)裂反應控制在允許范圍內,減緩全面腐蝕、坑蝕和陽(yáng)極性質(zhì)的腐蝕同等,嚴重的時(shí)候裂紋發(fā)展速度也十分快速,甚至導致設備的低應力時(shí)也可以減少容器內表面產(chǎn)生氫離子的數量,這樣就有效的阻止了破壞。③損傷原因分析。通過(guò)前面的檢測結果進(jìn)行分析,當硫化氫的氫離子向外殼金屬中進(jìn)行滲透的情況,防止了陰極型的應力腐蝕含量較高的時(shí)候環(huán)境溫度到達5-40℃時(shí)鋼制的容器就會(huì )容易發(fā)工程的實(shí)踐證明,復合、復層的保護有長(cháng)期性和高效性的優(yōu)勢,對于生陰極過(guò)程的損傷,因為碳鋼的強度級別較低,容易出現氫鼓泡、開(kāi)脫硫設備有較好的保護作用,有效的降低了設備腐蝕的速率裂而強度高的則容易出現應力開(kāi)裂。其原因就是低溫范豳內,陰極43奧氏體容器的選擇此種設備的選擇應注意盡可能的減少過(guò)程形成的氳原子活力最強,可以對鋼結枃產(chǎn)生滲透和擴散,同時(shí)焊接坡口,控制焊接中的熱量輸入、控制擺動(dòng)、提高低層間溫度焊接隨著(zhù)硫化氫的濃度增加此過(guò)程就會(huì )更加劇烈。的工藝水平,以此較少焊接接頭出現在高溫區域的范圍,較少敏化在于介質(zhì)中的硫離子濃度不斷提高,碳鋼或者合金鋼的電機電溫度持續作用的時(shí)間,并抑制焊接殘余應力的作用,這樣就可以保位就會(huì )發(fā)生改變,有保護作用的氧化鐵膜就會(huì )被硫化鐵膜所替代,證分離器的坑蝕危害此時(shí)內壁的保護作用就會(huì )降低。當硫化氫的分壓提高的時(shí)候,就會(huì )44對脫硫塔進(jìn)行復合復層通過(guò)上面的論述可以看出,針對脫形成無(wú)保護效果的硫化鐵膜,此時(shí)的硫化鐵是不穩定的易溶物質(zhì)。硫塔的防治應采用更加全面而可行的措施進(jìn)行保護,因此綜合的看對當溫度達到50℃時(shí),這種硫化鐵膜則會(huì )變得更加的不穩定。這種陽(yáng)脫硫塔的損傷處理應利用復合復層的技術(shù)來(lái)完成對脫硫塔的最后處極過(guò)程所引發(fā)的就是全面的腐蝕和坑蝕溫度到達80℃是腐蝕的速理,防治硫化物腐蝕。具體看:對復合復層的要求是金屬復層顆粒應保度是最快的。而達到100-150℃時(shí),此種陽(yáng)極過(guò)程就會(huì )出現轉變而持細致、厚度均勻、平整具備金屬光澤并與基層可以緊密的結合起形成不易溶解的硫化鐵,因此在110-120℃是腐蝕則會(huì )降低。來(lái),有機復層應保證完好、厚度一致、無(wú)脫落、無(wú)起層、無(wú)溶脹、有光而在實(shí)際的生產(chǎn)中脫硫塔的運行溫度為40-60℃,此時(shí)硫化物澤等技術(shù)要求;復層的制備過(guò)程,應先對噴涂區域進(jìn)行無(wú)損傷檢測;的含量較高,同時(shí)還含有一定量的一氧化碳和氯離子,這就說(shuō)明此對噴涂區域進(jìn)行表面處理如噴砂等,露出金屬并除去油污等雜質(zhì)時(shí)脫硫塔的工作情況是最容易產(chǎn)生腐蝕的。因為脫硫塔介質(zhì)中含有對金屬進(jìn)行熱噴涂然后是有機噴涂;最后對噴涂的質(zhì)量進(jìn)行檢測。的一氧化碳和氯前者會(huì )降低溶液的PH值后者則與硫化氫形成持續觀(guān)測其使用的效果,上述處理后的脫硫塔經(jīng)一段時(shí)間的運行,循環(huán)腐蝕,所以可以加劇陽(yáng)極腐蝕的過(guò)程,也成為了造成脫硫塔嚴并進(jìn)行全面檢查內壁復合復層完好整塔全面測厚,筒體最小壁厚重腐蝕而損傷的重要原因。另外介質(zhì)在脫硫塔內的流動(dòng)和沖擊也為290m,封頭最小壁厚為29mm,相比改造初期壁厚幾無(wú)變化。是造成其加速腐蝕的原因之-。5結束語(yǔ)32分離器的損傷原因分析合成氣裝置中的脫硫設備所產(chǎn)生的損傷通常來(lái)自與腐蝕,此種321檢測在對分離器的檢測過(guò)程中發(fā)現容器的內部附著(zhù)的腐蝕有全面腐蝕和局部腐蝕而局部腐蝕使其形成的損傷將直接影是褐色物質(zhì)分離器內部沒(méi)有均勻的腐蝕情況泄漏的位置多集中響生產(chǎn)。因此在實(shí)際的處理中應對局部腐蝕進(jìn)行重點(diǎn)的控制和處在筒體縱向焊縫上。在漏點(diǎn)附近進(jìn)行了進(jìn)一步的探傷檢測,檢測的理。其目的就是要有效控制電化學(xué)腐蝕的形成和發(fā)展,實(shí)踐經(jīng)驗證結果是在其內部存在多條表面裂紋,其最長(cháng)的為100m,最短的有明利用涂層技術(shù)對脫硫塔進(jìn)行內璧防護取得了較好的效果。參考文獻成了介質(zhì)的泄露。在泄漏點(diǎn)附近存在一些小裂紋,裂紋多少集中在[]張明利用涂層法防治合成氣裝量中脫硫設備的腐蝕門(mén)安徽化工,焊接區域范圍內,從內壁開(kāi)始其宏觀(guān)的走向是垂直于焊接縫隙也2010,(sl)有沿著(zhù)焊縫熔合線(xiàn)而形成的裂紋。[2喻朝善合成氣裝置脫硫的設備防腐指施門(mén)重慶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,在觀(guān)察中發(fā)現,容器外殼的母材基本構成是奧氏體,含有較多2006,(02).的硫化物雜質(zhì);焊縫金屬的構成也是以?shī)W氏體加鐵素體構成;裂紋3孫偉朱君玉化工企業(yè)脫硫設備受腐蝕失效分析和預防J腐蝕與防所處的位置是焊接熱影響區域;裂紋形成、起始發(fā)展基本是沿著(zhù)晶護,2007、(03)體形式。另外在裂紋斷囗的檢查中,發(fā)現裂紋斷口的微觀(guān)形象中顯4]劉文忠溶劑再生塔腐蝕損壞問(wèn)題的分析及處理U腐蝕與防護示其與焊縫相垂直的特性,也有沿著(zhù)熔合線(xiàn)展開(kāi)的裂紋斷口。這些20001微觀(guān)的裂紋形式證明,裂紋斷口上雖然覆蓋著(zhù)不同厚度的腐蝕后產(chǎn)S]胡洋,杜博華,劉國義合成氣蓑量中脫硫系統的腐蝕與防護腐蝕物,但是依然可以看到其呈現清晰的沿晶形式,斷口的二次裂紋較與防護,2009,(08)多,裂紋間也填充了腐蝕產(chǎn)物。對裂紋進(jìn)行進(jìn)一步的分析,即對腐蝕6]朱冬陽(yáng)高磊,楊志強脫硫裝置易腐蝕管線(xiàn)防腐技術(shù)的研究及應用辦管道技術(shù)與產(chǎn)物進(jìn)行了詳細的分析表明其覆蓋物的化學(xué)成分中多數為鐵離子。[刀鄭新兵iVL中國煤化工皆施[]管道技術(shù)與設備322損傷性質(zhì)和原因從損傷的性形式、腐蝕的產(chǎn)物看脫硫2010,(04)分離器的腐蝕性質(zhì)是一種硫化物應力腐蝕導致的設備裂紋。造成此(8于洋年CNMHG我量鸝飲刀號防u求化工,2010,(01種情況的原因是:奧氏體不銹鋼分離器在使用中具有硫化物應力腐9曹祥化工廠(chǎng)硫回收裝置技術(shù)選擇與防腐處理[廣東化工,201002蝕開(kāi)裂的趨勢,介質(zhì)中含有較高的硫化物,外殼材料含有的碳元素0劉宇文脫硫工藝中設備損傷檢測與防腐技術(shù)的應用門(mén)廣東化工,較高焊接熱輸入較大導致了溫度敏感區的擴大滯留時(shí)間也增長(cháng),2010,(06)