閃蒸槽腐蝕原因分析及應對措施

河南心連心化肥有限公司 楊國洞 張 林 周 翔

閃蒸槽腐蝕原因分析及應對措施

河南心連心化肥有限公司 楊國洞 張 林 周 翔

閃蒸槽是脫硫系統中的一個重要設備。栲膠溶液在脫硫塔中和變換氣充分逆流接觸，吸收硫化氫的栲膠溶液同時溶解有變換氣成分（以二氧化碳為主），而栲膠溶液中變換氣過多不僅會造成原料氣的浪費，也會改變栲膠溶液的成分，使栲膠溶液降低效率或部分失效；同時在栲膠溶液中發生的一系列反應，會嚴重腐蝕管道和設備，所以必須將脫硫塔出來的栲膠溶液中的變換氣脫除。閃蒸槽的作用就是脫除栲膠溶液中的變換氣。其原理是通過溶液系統的壓力降，降低氣體在溶液中的溶解度，從而將氣體解析出去。由于液體由高壓急劇下降變成低壓，在閃蒸的過程中會產生比較強的沖刷現象，會進一步腐蝕設備。如果設備由于腐蝕發生破裂，將會造成巨大的損失，甚至可能易發火災和爆炸事故。本文，筆者以河南心連心化肥有限公司為例，對閃蒸槽的腐蝕原因進行分析，并提出了相應的解決措施，以期對同行有所參考。

一、閃蒸槽腐蝕部位測量和數據分析

閃蒸槽經過1年多的運行，為了進一步分了解其運行情況，筆者所在單位對下屬二廠的2#閃蒸槽以及三廠的1#、2#閃蒸槽進行了容器壁測厚工作，測厚點位置（選擇理論上受腐蝕最嚴重區域）如圖1所示，所測數據見表1。

表1 閃蒸槽容器壁厚測量數據

由表1數據可知，5點、8點、16點、18點，尤其是5點的厚度相對較小。

二、腐蝕原因分析

1.設備內部防腐層出現脫落未及時發現加以防護。

2.二廠1#閃蒸槽（Φ3 600 mm×26 mm×10 430 mm）與2#閃蒸槽（Φ2 000 mm×12 mm×6 000 mm）的體積比約為4.75∶1，機械沖刷和化學腐蝕都會對2#閃蒸槽造成更強的腐蝕、破壞作用，特別是防腐層脫落后，其腐蝕速率明顯加快。

3.從結構上分析。閃蒸槽進口管至槽內只連接了1個彎頭，中間沒有任何分布器，造成脫硫阻力不穩，從而導致閃蒸槽壓力不穩，進液管液體對設備的沖刷為連續不規律的脈動沖刷，加之彎頭口徑一定，其噴刷范圍落在一定區域，由于長期沖刷，導致局部區域厚度驟減，形成局部腐蝕。如5點、6點所在區域即是如此。

4.2011年，2#閃蒸槽底部封頭，以導淋管焊接處為圓心，直徑1 m范圍的圓內區域出現大面積防腐層脫落。后經測厚后，對底部封頭進行了大面積補焊，并對設備進行了整體防腐，從現在測得數據看，目前并無新問題（19點至24點）。

5.從脫硫溶液組分分析有以下幾種原因。

（1）磨損腐蝕。主要是由溶液中的固體顆粒沖刷引起的，如副產物高時溶液中的結晶體、懸浮硫高時溶液中的固體硫顆粒等。

（2）化學腐蝕。由于脫硫液中存在FeCl4–及Fe（CNS）4

–，它們易與鐵進行下列反應：

所以脫硫液的水質一定要好，用脫鹽水。此外，脫硫系統還會發生如下副反應：

此反應產生大量H+，剛好提供給下一反應：過剩的H+會與溶液中Na2CO3和NaHCO3發生中和反應，此時溶液的堿度會迅速下降。由溶液生成的副產物和硫化物，在相對壓力較高條件下，溶液選擇吸收CO2比H2S強，所以溶液的pH會更低一些，有時小于8.0，基本都在8.5以下，此時，還會造成CO2腐蝕，反應如下：

6.電化學腐蝕。脫硫溶液為電解質溶液，溶液流動處和靜止處由于濃度的差別會形成濃差電池而造成電化學腐蝕。容器封頭或水平管道的底都會有少量硫膏及結晶產物沉淀，因此，也會發生類似的腐蝕現象。

從三廠測厚數據可知，25點、26點為1#筒體壁厚，27點為1#底部封頭厚度；28點、29點位2#筒體壁厚，30點為2#底部封頭厚度。筒體厚度均比較均勻，由于2個閃蒸槽大小一致，故所受腐蝕情況基本一致。

三、解決措施

脫硫設備腐蝕的發生是不可避免的，只是腐蝕程度輕重、腐蝕部位不同而已。對腐蝕區域進行科學監測和分析，對腐蝕部位進行科學防腐處理是非常重要的。具體措施如下。

1.加強設備防腐工作。一般采用的防腐方法為噴環氧樹脂再涂防腐。每次大修都應檢查防腐層，并對脫落損傷部分要及時修補，在修補和防腐過程中要有專人負責，以確保修補和防腐的質量和效果。

2.在配制系統栲膠溶液或向系統補水時，必須使用脫鹽水，嚴禁使用一次水或其他含有金屬離子（比如Fe3+）的水。

3.對溶液組分進行詳細分析。特別是對SO42–和HS–這樣易產生腐蝕的化學介質，要嚴格控制其含量，使其含量在腐蝕效應以下。當含量高時必須采取有效的措施，以降低溶液中SO42–和HS–含量，同時有效控制溶液中懸浮硫及其他固體顆粒含量，減少對設備、管道的沖刷。

4.定期對設備進行測厚檢查，發現問題及時處理。

5.生產過程中，應盡量使管內溶液保持流動狀態，對于難以實現溶液流動的區域或位置應采用不銹鋼材質。

6.加強工藝管理，嚴格執行化工工藝指標，嚴禁超壓現象；保持合理液位。

7.針對下封頭的普遍腐蝕現象，在確保安全和不堵塞管道的前提下，可把出液管線改為直接從槽封頭開孔向下彎出，避免形成溶液局部濃度差和硫磺、腐蝕解質的結晶物沉淀。

8.針對溶液的電化學腐蝕性，要依據其原理，及時分析溶液中的各組分和溶液的電位大小，根據組分和電位變化，適時加入物質調整組分及電位大小，有效減少腐蝕現象的發生。

9.針對溶液的電化學腐蝕性，要依據其原理，及時分析溶液中的各組份和溶液的電位大小。根據組份和電位變化，適時加入合適的物質來調整組分及電位大小，有效減緩腐蝕速度

10.在腐蝕因素中，副鹽的產生引起的腐蝕也要引起足夠的重視。在吸收塔內未被氧化的HS–，進入噴射器再生槽被空氣氧化，是生成硫代硫酸鈉等副鹽的主要原因。所以在生產過程中，維持適宜的溶液組成和足夠的反應時間是降低進入噴射器再生槽富液中HS–的濃度的主要措施，可以顯著降低副鹽的生產，從而減少對設備及管道的腐蝕。