硫磺装置的腐蚀及防护课件.ppt

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1、硫磺回收装置的腐蚀与防护周昊引言3412硫磺装置腐蚀环境分析设备防腐措施及建议结语汇报提纲硫磺装置的腐蚀环境硫磺回收装置的腐蚀主要有高温硫化腐蚀和低温电化学腐蚀。高温硫化腐蚀主要存在于反应燃烧炉的内构件如燃料气喷嘴、酸性气喷嘴等；废热锅炉进口管箱与传热管前端；采用外掺合工艺的掺合管、高温掺合阀以及转化器的内构件等。低温电化学腐蚀主要存在于燃烧炉和转化器耐热衬里损坏后，过程气窜入内衬里造成设备腐蚀；过程气和硫磺尾气管道的波形补偿器夹层内窜入过程气和尾气并冷凝使补偿器夹层腐蚀穿孔。具体的易腐蚀部位见表1。一、引言一、引言一、引言表1硫磺回收装置易腐蚀部位和腐蚀形态部位编号描述材质腐蚀形态1

2、反应炉喷嘴碳钢、合金钢高温硫化腐蚀造成材料厚度增加，硫化变脆2反应炉炉体碳钢高温硫化腐蚀、SO2-O2-H2O腐蚀造成局部穿孔3废热锅炉进口管厢和传热管前端碳钢、合金钢高温硫化腐蚀造成材料硫化4硫冷凝器管板碳钢、合金钢硫化物应力腐蚀焊缝开裂5硫冷凝器管束碳钢、合金钢硫化物应力腐蚀焊缝开裂6系统设备和管线碳钢、合金钢低温硫酸露点腐蚀造成局部减薄7再生塔塔底碳钢内壁RNH2-CO2-H2S-H2O腐蚀，为大面积的腐蚀凹坑，凹坑连成片。8再生塔底重沸器管束外表面和壳体的内侧碳钢不锈钢RNH2-CO2-H2S-H2O腐蚀，管束减薄成深的凹坑状，壳体局部减薄。二、硫磺装置腐蚀环境分析2.1高

3、温硫化腐蚀腐蚀部位：酸性气燃烧炉燃烧后的过程气中，气流组成为H2S、SO2及硫蒸汽、CO2、N2、水蒸汽、CS2、COS等，这些介质常以复合形式产生腐蚀，当金属设备处于310℃以上高温时，碳钢就会发生高温硫化腐蚀。高温硫化腐蚀一般发生在燃烧炉内构件（如燃烧器喷嘴、烧氨喷嘴、瓦斯火嘴等）、废热锅炉进口管箱与换热管前端、过程气离开废热锅炉前和尾气焚烧炉（排空烟囱前）；采用外掺和工艺的掺和管、高掺阀及反应器内构件等。二、硫磺装置腐蚀环境分析2.1高温硫化腐蚀腐蚀形态：金属材料受到高温硫化腐蚀后，最明显的外观是材料厚度增加，硫化变脆。腐蚀产物分为四个组分：最里层为黑褐色，易碎无晶性、无光泽；大

4、块蓝褐色亮晶体，易敲碎；小块结晶，有蓝褐色光泽，结构致密，难以敲碎；最外层为无定形结晶无光泽的黑褐色产物，坚硬如铸铁。二、硫磺装置腐蚀环境分析腐蚀机理：在常温下，干燥的H2S对钢铁无腐蚀作用，当温度达到250~300℃以上时，H2S容易分解而产生活泼S，与铁化合生成FeS，FeS是一种疏松的腐蚀产物，易脱落，不起保护作用，故腐蚀加快，温度越高，腐蚀速度越快。酸性气燃烧炉燃烧后产生的过程气中气流组成为H2S、SO2及硫蒸气、CO2、N2、CS2、COS等。这些介质常以复合形式产生腐蚀，主要反应如下：H2S+Fe→FeS+HS+Fe→FeS2.1高温硫化腐蚀二、硫磺装置腐蚀环境分析影响因素

5、：硫化物的影响：硫化物膜比氧化物膜厚，内应力较大，导致膜的破裂而使保护性降低；金属硫化物的晶体缺陷浓度高，金属硫化物的共晶点低，容易熔化破坏保护膜。温度的影响：当碳钢设备的工艺温度超过310℃时，就会发生高温硫化腐蚀，温度越高，高温硫化现象越严重。其他杂质如二氧化碳、氨、重有机物及管线和设备的内腐蚀产物在一定情况下均会加剧设备的腐蚀。2.1高温硫化腐蚀二、硫磺装置腐蚀环境分析2.2低温电化学腐蚀酸性气中H2S与NH3、CO2及乙醇胺、水等共同形成腐蚀性环境，主要型式及分布有：H2S—H2O型腐蚀CO2—H2S—H2O型腐蚀RNH2—CO2—H2S—H2O型腐蚀SO2—O2—H2O型腐蚀

6、主要存在于酸性气管道、设备中，也包括酸性水管道。主要存在于急冷、吸收、再生塔塔顶冷凝冷却系统(馏出管线、冷凝冷却器及回流罐)。主要存在于再生塔、富液管线、再生塔底重沸器部位。主要存在废热锅炉、硫冷凝器和烟道等部位。H2S—H2O型腐蚀主要表现是钢材的均匀腐蚀和湿硫化氢应力腐蚀开裂。一般来说温度提高则腐蚀增加，在80℃时腐蚀率最高，在110-120℃时腐蚀率最低，在最初该环境下碳钢和低合金钢的腐蚀率开始很快，但是随着时间增长腐蚀速率迅速下降，因此经常开停工会加速设备的腐蚀。二、硫磺装置腐蚀环境分析在H2S+H2O腐蚀环境中，下面反应对设备造成腐蚀：硫化氢在水中发生电离：H2S=H++HS

7、-H++S2-钢在硫化氢的水溶液中发生电化学反应：阳极过程：Fe→Fe2++2eFe2++HS-→FeS↓+H+阴极过程：2H++2e→2H2H（渗透到钢材中）H2S—H2O型腐蚀二、硫磺装置腐蚀环境分析酸性水泵诱导轮应力腐蚀开裂二、硫磺装置腐蚀环境分析CO2—H2S—H2O型腐蚀在该环境下，主要也是CO2、H2S在水的存在下，电离水解产生电化学腐蚀的过程，主要影响因素有：温度——反应速度、CO2溶解度、腐蚀产物成膜机制CO2分压——随PCO2