硫磺回收装置防腐蚀管理

(中国石油天然气股份有限公司庆阳石化分公司,甘肃 庆阳 745002)

某石化公司于2010年10月建成的配套工程——单套小规模硫磺回收装置，包括一套60 t/h的污水汽提、一套50 t/h的溶剂再生和一套3 kt/a硫磺回收。由于该硫磺回收装置没有备用装置，所以公司只能依靠加强装置安全生产管理、加强事故应急演练及防腐蚀技术提升等措施，保证装置安全长周期运行和尾气达标排放。

1 对装置界区漏点实施安全处置

硫磺回收装置界区内有输送、存储酸性气(含大量H2S)的管道和设备。为了避免人员中毒和安全事故发生， 从2017年7月份开始至今，该公司对企业应急管理体系、应急预案编制、应急演练等存在问题进行整改，完善预案体系——建立综合预案、专项预案、现场预案及应急预案，建立组织结构体系，建立健全制度，建立救援体系等内容并对员工进行培训。把2010—2018年7月份前(后未发生)联合装置发生的所有事件，做了记录整理，又借鉴兄弟单位的硫磺回收装置发生的事故和发生的腐蚀引起的事件，编制应急预案。为修订预案提供依据，组织进行一一对应的应急演练，找出事故预案中存在的问题，提出整改措施，并对应急预案及应急操作卡逐一进行了修订。

2 确保装置高温掺合阀及时更换

根据高温掺合阀投入运行情况得知：高温掺合阀在硫磺回收装置的平均使用寿命为28个月，高温掺合阀在装置生产中是非常关键的特种阀门。

高温掺合阀受到冲刷、高温腐蚀泄漏不能正常运行时，将会影响到一、二级转化器温度，从而影响到硫磺回收装置正常操作和可能造成尾气SO2超标。运行部做了专项应急处置预案。2015年9月联合装置开工投运至2017年5月更换二级高温掺合阀一次，更换一级高温掺合阀一次。

硫磺回收装置更换高温掺合阀时，属地单位提前向公司打报告，并经过逐级审批，做好高温掺合阀泄漏应急处置预案和应急处置操作卡，从编制目的、编制依据、组织机构(领导小组)及职责、工作原则、装置恢复生产及更换工作总体时间安排、工作程序及专业组职责(HSE安全综合组和检维修更换组)、更换准备工作及更换工作程序、工作交接验收主要内容及责任人、作业过程中风险及控制措施、注意事项等详细方案。

在硫磺回收装置未停工的情况下，切换装置酸性气，制硫炉温度降至900 ℃恒温，成功更换高温掺合阀。

3 管道管件及设备防腐蚀

3.1 燃烧器及制硫炉衬里的安全检查

反应器(燃烧器)是硫磺回收装置的核心。联合装置引进Duiker高强度燃烧器，高温下能分解酸性气中的氨气。

制硫炉正常操作温度1 250～1 400 ℃，炉衬里材料必须具有良好的耐高温性、腐蚀性和稳定性。制硫炉运行周期62个月，2015年大检修进行硫磺回收尾气升级达标治理改造时，更换了制硫炉，至今已经安全运行3年。2018年9月大检修时，经检查制硫炉衬里完好，未更换制硫炉燃烧器及衬里。

3.2 腐蚀机理分析和防腐措施

3.2.1 高温硫腐蚀

当温度超过260 ℃时,碳钢腐蚀逐渐显露，当温度超过310 ℃时，腐蚀加剧。

装置一级冷凝冷却器(简称一冷)，由某建筑公司于2015年6月5日生产出厂。在3 kt/a硫磺回收尾气升级达标治理改造时由某建筑公司于2015年9月7日安装投用，连续运行166 d，2016年2月20日该装置出现管束腐蚀泄漏；另外，装置管道、管件出现过腐蚀堵塞的情况。一冷前端管束泄漏见图1，一冷后端管束泄漏见图2,腐蚀泄漏的夹套阀门见图3。

图1 一冷前端管束腐蚀泄漏

图2 一冷后端管束腐蚀泄漏

图3 腐蚀泄漏的夹套阀门

装置停工后经过对一级冷凝冷却器前后端管板修补后，重新恢复生产。

一冷前端管束端管板修补后见图4,一冷后端管束端管板修补后见图5。

图4 一冷前端管束端管板修补后形貌

图5 一冷后端管束端管板修补后形貌

3.2.2 硫酸露点及SO2-H2O腐蚀

硫酸露点腐蚀发生在烟气露点温度以下，低于露点20～45 ℃时腐蚀更快。

当尾气中SO2含量超标时，对急冷塔体和急冷水泵叶轮会造成腐蚀。通过设置H2S/SO2比值分析仪和H2在线分析仪，控制SO2含量；在急冷水系统设置在线pH值检测仪，发现急冷水pH值下降时立即注入氨水溶液，以控制急冷水pH值呈微碱性，从而抑制该类腐蚀发生。

通过对硫磺回收装置操作上的严加管控，严格执行工艺指标操作，使H2S/SO2比值、急冷水pH值始终保持在正常指标内。

4 强化硫磺回收装置的安全管理

4.1 制订突发事件应急处置措施

通过执行“一案一卡”，使得员工掌握联合装置突发事件应急处置措施。如果硫磺回收装置遇到腐蚀泄漏时，能够在第一时间按照“岗位应急操作卡”进行有效处置，避免泄漏演变成为中毒及环境污染事故。

4.2 常态化的检查与考核

按照考核办法定期组织安全质量标准化考核，严格落实奖惩措施，保证安全质量标准化工作的有效进行。

4.3 工作现状再评价

通过对检查问题筛选整理、分类汇总和认真分析，并与“工作现状评价”情况以及HSE检查标准相对照，总结经验，找出差距，为系统进入下一循环提供依据，做到闭环管理。

4.4 对易腐蚀、磨损部位长期坚持检测

不间断地对高温蒸汽、凝结水，酸性气及酸性水、胺液管线弯头、设备封头等部位进行检测(主要测量壁厚)；对动设备进行关键部位的磨损检测，发现问题及时解决，并建立详细的设备核查及静密封点统计台帐。

4.5 运用先进设备技术

硫磺回收装置采用美国Ametek公司的比值分析仪、SO2和H2分析仪对装置进行检测分析；引进荷兰Duiker烧嘴、以色列过滤器、美国MPR公司的成套模块式胺液净化设备进行检测分析；积极应用四新技术：酸性水除油的罐中罐、酸性水罐顶部采用的干法脱臭等技术。这些技术的应用，为硫磺回收装置安全平稳运行保驾护航。

5 结论及建议

(1)注重细节管理，不给装置留下安全隐患。从一个伴热线阀门使用过程中出现漏点的处理，到处理主要物料运行等问题，坚持按严格的程序进行；对装置设施腐蚀情况不间断检测，有问题的及时处置；对地下潮湿(井里的管道阀门)开展经常性检查并维护，使其不发生腐蚀泄漏；对酸性气管线、液硫管线设施的伴热使用情况进行长期跟踪检查；在施工安装时对硫磺装置制硫尾气及液硫管线(设有低压蒸汽加热套管)内外套管的施工严格把关，安装结束后要“三查四定”、气密过程中，做好检查验收记录，保证逐段、逐节和相接法兰处的试压、试漏和无损检测合格。对于地下井里的管道阀门，要保持井里干燥、无积水。

(2)保障硫磺回收装置制硫炉(最高工作温度1 400 ℃)的设计和制造质量。

(3)选用硫磺转化率高、寿命长的制硫催化剂。

(4)引进先进技术和积极应用四新技术。