value Engineering合成氣裝置中脫硫設(shè)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(shè)備處在硫化物腐蝕最為嚴(yán)重的條件下因此對其形成的損傷也是最為嚴(yán)重的所以應(yīng)在檢測和數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,采取針對性的措施對其進行防治,保證生產(chǎn)的安全和連續(xù)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中圖分類號:TH6文獻(xiàn)標(biāo)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出現(xiàn)剩離,在此作用下就會對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(shè)備產(chǎn)生損傷,并加劇腐蝕。改良后的ADA法進行脫硫,主要是對裂化中出現(xiàn)的硫化氫氣體。起22電化學(xué)損傷電化學(xué)腐蝕通常來自與水和電解質(zhì)的共同作反應(yīng)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(shè)備的腐蝕基本上就是一種電化學(xué)腐蝕過程溶液為氧載體,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。在前面簡述的脫硫方法中其脫硫液以此完成對氣體脫硫的目標(biāo)。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(shè)硫化氫之間會發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)。其中硫化氫在反應(yīng)中被釩元備的工藝狀態(tài)差異,不同部位的金屬電位也會出現(xiàn)差異,所以就容素氧化成為硫元素,而釩元素則從五價變?yōu)樗膬r。此時四價釩與氧易產(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,而四價釩再次成脫硫工藝中碳鋼設(shè)備的損傷主要是氧化的去極化過程引發(fā)的,為五價,恢復(fù)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(dá)陰極而后在陰極上發(fā)生離子化過程,也就是空氣是在再生塔中通入大量的空氣,空氣中的氧將會還原ADA氧化,完中的氧氣分子穿過空氣與電解質(zhì)的相接處然后對流通過厚度較大成還原,恢復(fù)其活性,同時單質(zhì)硫則被吹出。的電解液,最后到達(dá)金屬表面,氧分子通過吸附效應(yīng)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(dá)金屬表面。如果金屬表面已脫硫系的脫硫塔底部進入到脫硫循環(huán),底部的氣體與上部噴淋出的經(jīng)出現(xiàn)了被腐蝕的物質(zhì)氧分子則需要穿過這些腐蝕產(chǎn)物才能到達(dá)ADA液體進行接觸,在支持氣體、液體相互反應(yīng)的工藝作用下,完金屬表面,增加了氧分子擴散阻力。在設(shè)備中因為碳鋼設(shè)備的形狀成脫硫處理,排除的氣體從塔頂排除,進入下一步生產(chǎn)。而吸收了硫差異就會產(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(yīng)后析出的單會影響腐蝕損傷的程度含氧量多的脫硫液與金屬解除就會產(chǎn)生較質(zhì)硫會隨著氣泡上浮,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,進入到硫磺回屬接觸就會成為低電位的陽極,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(nèi)壁材料產(chǎn)生全面的均勻腐蝕,其表現(xiàn)是客器的大部分都遭到破壞,常用的衡量方法是單位時間內(nèi)的腐蝕質(zhì)量或者厚度損失,在沒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的,只要年腐蝕的厚度不超標(biāo)就不會影響生產(chǎn)。②局部損傷。局部腐蝕的情況較為復(fù)雜多樣,主要是點蝕和流動導(dǎo)致的局部腐蝕。點蝕的敏感性通常會隨著氣分壓增加和介質(zhì)的溫度升高而增一如清動性灣的抽就是沖剩政素夜取托成數(shù)各種各樣的微型電池效應(yīng),后者產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕就會造成局部出現(xiàn)腐蝕區(qū)域。局部腐蝕的過程發(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(shè)備的影響主要是導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生泄漏是需要控制的一種腐蝕形態(tài)3脫硫設(shè)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(xiàn),整個內(nèi)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(shè)備中腐蝕損上的機理和形態(tài)物下面的金屬結(jié)構(gòu)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對金屬材料硫塔的中部和下中國煤化工對中間的塔節(jié)進行產(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(xì)致的檢測,出去蝕較為嚴(yán)重,其腐蝕為硫化氫含量較高其與鐵作用就會產(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(dá)到了15mm,個別的則造成了塔壁的完全腐蝕,導(dǎo)致介質(zhì)泄漏。塔外作者簡介: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(nèi)量的下半部分,嚴(yán)重的也造成了穿孔。針及工藝。對表面和內(nèi)部進行了無損檢測,對塔內(nèi)的多處腐蝕嚴(yán)重的區(qū)域進行g(shù)·價值工程了無損檢測,探測的結(jié)果表明其損傷還沒有形成裂紋。對塔體的中從而導(dǎo)致其材料的抗硫化能力減弱容易出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂;加之間段進行了單晶斜探和單晶直探進行UT探傷,沒有裂紋、層狀裂較高的工作應(yīng)力和參與應(yīng)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(nèi)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(nèi)蝕坑中的樣本,和取自塔壁腐蝕物的樣本進行了分析和檢測,其會呈現(xiàn)出應(yīng)力腐蝕開裂的敏感狀態(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(nèi)的腐蝕物進行檢測,其結(jié)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(dá)到了86%②損傷分析。從腐蝕41材料的選擇在實際的生產(chǎn)過程中應(yīng)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制作脫硫設(shè)備,根據(jù)實踐的經(jīng)驗表明,對低溫高含硫量的附著物的硫含量較高,脫硫塔內(nèi)所形成的腐蝕主要是由硫化物引起介質(zhì)進行加工的時候,選擇碳鋼或者鐵素體類材料、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、鎳合金鋼復(fù)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(yīng)條件為較低溫度的時候,硫化腐蝕的。所以在生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際的情況選擇材料。的介質(zhì)主要是硫化氬,其過程是硫離子與氫離子的分離,陽極過42進行表面噴涂后續(xù)保護措施也可以有效的控制腐蝕的出為鐵轉(zhuǎn)化為硫化鐵,陰極過程為氫離子的轉(zhuǎn)化,陽極和陰極過程在現(xiàn)如對分離器的焊接部位進行必要的涂層保護就可以有效的抑制富含硫化氫的時候最為強烈,所以對設(shè)備造成的損傷也是較為復(fù)雜其形成腐蝕。復(fù)合復(fù)層的方法。如:采用四層覆蓋層前兩層為金屬的。陽極過程所形成的是全面腐蝕、坑蝕等嚴(yán)重的時候其腐蝕的速鋁覆蓋層后兩層為環(huán)氧樹脂覆蓋層;或者采用聚脲彈性材料等,在度可以大于10mm/a,在較短的時間內(nèi)就可造成設(shè)備內(nèi)壁的嚴(yán)重腐脫硫生產(chǎn)中可以有效的抑制腐蝕和應(yīng)力腐蝕的破壞,能夠?qū)㈦娀瘜W(xué)蝕,導(dǎo)致其變薄和穿孔。陰極過程是造成設(shè)備氫脆、氫鼓泡、氫開裂反應(yīng)控制在允許范圍內(nèi),減緩全面腐蝕、坑蝕和陽極性質(zhì)的腐蝕同等,嚴(yán)重的時候裂紋發(fā)展速度也十分快速,甚至導(dǎo)致設(shè)備的低應(yīng)力時也可以減少容器內(nèi)表面產(chǎn)生氫離子的數(shù)量,這樣就有效的阻止了破壞。③損傷原因分析。通過前面的檢測結(jié)果進行分析,當(dāng)硫化氫的氫離子向外殼金屬中進行滲透的情況,防止了陰極型的應(yīng)力腐蝕含量較高的時候環(huán)境溫度到達(dá)5-40℃時鋼制的容器就會容易發(fā)工程的實踐證明,復(fù)合、復(fù)層的保護有長期性和高效性的優(yōu)勢,對于生陰極過程的損傷,因為碳鋼的強度級別較低,容易出現(xiàn)氫鼓泡、開脫硫設(shè)備有較好的保護作用,有效的降低了設(shè)備腐蝕的速率裂而強度高的則容易出現(xiàn)應(yīng)力開裂。其原因就是低溫范豳內(nèi),陰極43奧氏體容器的選擇此種設(shè)備的選擇應(yīng)注意盡可能的減少過程形成的氳原子活力最強,可以對鋼結(jié)枃產(chǎn)生滲透和擴散,同時焊接坡口,控制焊接中的熱量輸入、控制擺動、提高低層間溫度焊接隨著硫化氫的濃度增加此過程就會更加劇烈。的工藝水平,以此較少焊接接頭出現(xiàn)在高溫區(qū)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(xù)作用的時間,并抑制焊接殘余應(yīng)力的作用,這樣就可以保位就會發(fā)生改變,有保護作用的氧化鐵膜就會被硫化鐵膜所替代,證分離器的坑蝕危害此時內(nèi)壁的保護作用就會降低。當(dāng)硫化氫的分壓提高的時候,就會44對脫硫塔進行復(fù)合復(fù)層通過上面的論述可以看出,針對脫形成無保護效果的硫化鐵膜,此時的硫化鐵是不穩(wěn)定的易溶物質(zhì)。硫塔的防治應(yīng)采用更加全面而可行的措施進行保護,因此綜合的看對當(dāng)溫度達(dá)到50℃時,這種硫化鐵膜則會變得更加的不穩(wěn)定。這種陽脫硫塔的損傷處理應(yīng)利用復(fù)合復(fù)層的技術(shù)來完成對脫硫塔的最后處極過程所引發(fā)的就是全面的腐蝕和坑蝕溫度到達(dá)80℃是腐蝕的速理,防治硫化物腐蝕。具體看:對復(fù)合復(fù)層的要求是金屬復(fù)層顆粒應(yīng)保度是最快的。而達(dá)到100-150℃時,此種陽極過程就會出現(xiàn)轉(zhuǎn)變而持細(xì)致、厚度均勻、平整具備金屬光澤并與基層可以緊密的結(jié)合起形成不易溶解的硫化鐵,因此在110-120℃是腐蝕則會降低。來,有機復(fù)層應(yīng)保證完好、厚度一致、無脫落、無起層、無溶脹、有光而在實際的生產(chǎn)中脫硫塔的運行溫度為40-60℃,此時硫化物澤等技術(shù)要求;復(fù)層的制備過程,應(yīng)先對噴涂區(qū)域進行無損傷檢測;的含量較高,同時還含有一定量的一氧化碳和氯離子,這就說明此對噴涂區(qū)域進行表面處理如噴砂等,露出金屬并除去油污等雜質(zhì)時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)中含有對金屬進行熱噴涂然后是有機噴涂;最后對噴涂的質(zhì)量進行檢測。的一氧化碳和氯前者會降低溶液的PH值后者則與硫化氫形成持續(xù)觀測其使用的效果,上述處理后的脫硫塔經(jīng)一段時間的運行,循環(huán)腐蝕,所以可以加劇陽極腐蝕的過程,也成為了造成脫硫塔嚴(yán)并進行全面檢查內(nèi)壁復(fù)合復(fù)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(nèi)的流動和沖擊也為290m,封頭最小壁厚為29mm,相比改造初期壁厚幾無變化。是造成其加速腐蝕的原因之-。5結(jié)束語32分離器的損傷原因分析合成氣裝置中的脫硫設(shè)備所產(chǎn)生的損傷通常來自與腐蝕,此種321檢測在對分離器的檢測過程中發(fā)現(xiàn)容器的內(nèi)部附著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(nèi)部沒有均勻的腐蝕情況泄漏的位置多集中響生產(chǎn)。因此在實際的處理中應(yīng)對局部腐蝕進行重點的控制和處在筒體縱向焊縫上。在漏點附近進行了進一步的探傷檢測,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,實踐經(jīng)驗證結(jié)果是在其內(nèi)部存在多條表面裂紋,其最長的為100m,最短的有明利用涂層技術(shù)對脫硫塔進行內(nèi)璧防護取得了較好的效果。參考文獻(xiàn)成了介質(zhì)的泄露。在泄漏點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(shè)備的腐蝕門安徽化工,焊接區(qū)域范圍內(nèi),從內(nèi)壁開始其宏觀的走向是垂直于焊接縫隙也2010,(sl)有沿著焊縫熔合線而形成的裂紋。[2喻朝善合成氣裝置脫硫的設(shè)備防腐指施門重慶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,在觀察中發(fā)現(xiàn),容器外殼的母材基本構(gòu)成是奧氏體,含有較多2006,(02).的硫化物雜質(zhì);焊縫金屬的構(gòu)成也是以奧氏體加鐵素體構(gòu)成;裂紋3孫偉朱君玉化工企業(yè)脫硫設(shè)備受腐蝕失效分析和預(yù)防J腐蝕與防所處的位置是焊接熱影響區(qū)域;裂紋形成、起始發(fā)展基本是沿著晶護,2007、(03)體形式。另外在裂紋斷囗的檢查中,發(fā)現(xiàn)裂紋斷口的微觀形象中顯4]劉文忠溶劑再生塔腐蝕損壞問題的分析及處理U腐蝕與防護示其與焊縫相垂直的特性,也有沿著熔合線展開的裂紋斷口。這些20001微觀的裂紋形式證明,裂紋斷口上雖然覆蓋著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(tǒng)的腐蝕與防護腐蝕物,但是依然可以看到其呈現(xiàn)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。對裂紋進行進一步的分析,即對腐蝕6]朱冬陽高磊,楊志強脫硫裝置易腐蝕管線防腐技術(shù)的研究及應(yīng)用辦管道技術(shù)與產(chǎn)物進行了詳細(xì)的分析表明其覆蓋物的化學(xué)成分中多數(shù)為鐵離子。[刀鄭新兵iVL中國煤化工皆施[]管道技術(shù)與設(shè)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(yīng)力腐蝕導(dǎo)致的設(shè)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(yīng)力腐9曹祥化工廠硫回收裝置技術(shù)選擇與防腐處理[廣東化工,201002蝕開裂的趨勢,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(shè)備損傷檢測與防腐技術(shù)的應(yīng)用門廣東化工,較高焊接熱輸入較大導(dǎo)致了溫度敏感區(qū)的擴大滯留時間也增長,2010,(06)