硫磺回收裝置防腐蝕管理

(中國(guó)石油天然氣股份有限公司慶陽(yáng)石化分公司,甘肅 慶陽(yáng) 745002)

某石化公司于2010年10月建成的配套工程——單套小規(guī)模硫磺回收裝置，包括一套60 t/h的污水汽提、一套50 t/h的溶劑再生和一套3 kt/a硫磺回收。由于該硫磺回收裝置沒(méi)有備用裝置，所以公司只能依靠加強(qiáng)裝置安全生產(chǎn)管理、加強(qiáng)事故應(yīng)急演練及防腐蝕技術(shù)提升等措施，保證裝置安全長(zhǎng)周期運(yùn)行和尾氣達(dá)標(biāo)排放。

1 對(duì)裝置界區(qū)漏點(diǎn)實(shí)施安全處置

硫磺回收裝置界區(qū)內(nèi)有輸送、存儲(chǔ)酸性氣(含大量H2S)的管道和設(shè)備。為了避免人員中毒和安全事故發(fā)生， 從2017年7月份開(kāi)始至今，該公司對(duì)企業(yè)應(yīng)急管理體系、應(yīng)急預(yù)案編制、應(yīng)急演練等存在問(wèn)題進(jìn)行整改，完善預(yù)案體系——建立綜合預(yù)案、專(zhuān)項(xiàng)預(yù)案、現(xiàn)場(chǎng)預(yù)案及應(yīng)急預(yù)案，建立組織結(jié)構(gòu)體系，建立健全制度，建立救援體系等內(nèi)容并對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)。把2010—2018年7月份前(后未發(fā)生)聯(lián)合裝置發(fā)生的所有事件，做了記錄整理，又借鑒兄弟單位的硫磺回收裝置發(fā)生的事故和發(fā)生的腐蝕引起的事件，編制應(yīng)急預(yù)案。為修訂預(yù)案提供依據(jù)，組織進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)的應(yīng)急演練，找出事故預(yù)案中存在的問(wèn)題，提出整改措施，并對(duì)應(yīng)急預(yù)案及應(yīng)急操作卡逐一進(jìn)行了修訂。

2 確保裝置高溫?fù)胶祥y及時(shí)更換

根據(jù)高溫?fù)胶祥y投入運(yùn)行情況得知：高溫?fù)胶祥y在硫磺回收裝置的平均使用壽命為28個(gè)月，高溫?fù)胶祥y在裝置生產(chǎn)中是非常關(guān)鍵的特種閥門(mén)。

高溫?fù)胶祥y受到?jīng)_刷、高溫腐蝕泄漏不能正常運(yùn)行時(shí)，將會(huì)影響到一、二級(jí)轉(zhuǎn)化器溫度，從而影響到硫磺回收裝置正常操作和可能造成尾氣SO2超標(biāo)。運(yùn)行部做了專(zhuān)項(xiàng)應(yīng)急處置預(yù)案。2015年9月聯(lián)合裝置開(kāi)工投運(yùn)至2017年5月更換二級(jí)高溫?fù)胶祥y一次，更換一級(jí)高溫?fù)胶祥y一次。

硫磺回收裝置更換高溫?fù)胶祥y時(shí)，屬地單位提前向公司打報(bào)告，并經(jīng)過(guò)逐級(jí)審批，做好高溫?fù)胶祥y泄漏應(yīng)急處置預(yù)案和應(yīng)急處置操作卡，從編制目的、編制依據(jù)、組織機(jī)構(gòu)(領(lǐng)導(dǎo)小組)及職責(zé)、工作原則、裝置恢復(fù)生產(chǎn)及更換工作總體時(shí)間安排、工作程序及專(zhuān)業(yè)組職責(zé)(HSE安全綜合組和檢維修更換組)、更換準(zhǔn)備工作及更換工作程序、工作交接驗(yàn)收主要內(nèi)容及責(zé)任人、作業(yè)過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)及控制措施、注意事項(xiàng)等詳細(xì)方案。

在硫磺回收裝置未停工的情況下，切換裝置酸性氣，制硫爐溫度降至900 ℃恒溫，成功更換高溫?fù)胶祥y。

3 管道管件及設(shè)備防腐蝕

3.1 燃燒器及制硫爐襯里的安全檢查

反應(yīng)器(燃燒器)是硫磺回收裝置的核心。聯(lián)合裝置引進(jìn)Duiker高強(qiáng)度燃燒器，高溫下能分解酸性氣中的氨氣。

制硫爐正常操作溫度1 250～1 400 ℃，爐襯里材料必須具有良好的耐高溫性、腐蝕性和穩(wěn)定性。制硫爐運(yùn)行周期62個(gè)月，2015年大檢修進(jìn)行硫磺回收尾氣升級(jí)達(dá)標(biāo)治理改造時(shí)，更換了制硫爐，至今已經(jīng)安全運(yùn)行3年。2018年9月大檢修時(shí)，經(jīng)檢查制硫爐襯里完好，未更換制硫爐燃燒器及襯里。

3.2 腐蝕機(jī)理分析和防腐措施

3.2.1 高溫硫腐蝕

當(dāng)溫度超過(guò)260 ℃時(shí),碳鋼腐蝕逐漸顯露，當(dāng)溫度超過(guò)310 ℃時(shí)，腐蝕加劇。

裝置一級(jí)冷凝冷卻器(簡(jiǎn)稱(chēng)一冷)，由某建筑公司于2015年6月5日生產(chǎn)出廠。在3 kt/a硫磺回收尾氣升級(jí)達(dá)標(biāo)治理改造時(shí)由某建筑公司于2015年9月7日安裝投用，連續(xù)運(yùn)行166 d，2016年2月20日該裝置出現(xiàn)管束腐蝕泄漏；另外，裝置管道、管件出現(xiàn)過(guò)腐蝕堵塞的情況。一冷前端管束泄漏見(jiàn)圖1，一冷后端管束泄漏見(jiàn)圖2,腐蝕泄漏的夾套閥門(mén)見(jiàn)圖3。

圖1 一冷前端管束腐蝕泄漏

圖2 一冷后端管束腐蝕泄漏

圖3 腐蝕泄漏的夾套閥門(mén)

裝置停工后經(jīng)過(guò)對(duì)一級(jí)冷凝冷卻器前后端管板修補(bǔ)后，重新恢復(fù)生產(chǎn)。

一冷前端管束端管板修補(bǔ)后見(jiàn)圖4,一冷后端管束端管板修補(bǔ)后見(jiàn)圖5。

圖4 一冷前端管束端管板修補(bǔ)后形貌

圖5 一冷后端管束端管板修補(bǔ)后形貌

3.2.2 硫酸露點(diǎn)及SO2-H2O腐蝕

硫酸露點(diǎn)腐蝕發(fā)生在煙氣露點(diǎn)溫度以下，低于露點(diǎn)20～45 ℃時(shí)腐蝕更快。

當(dāng)尾氣中SO2含量超標(biāo)時(shí)，對(duì)急冷塔體和急冷水泵葉輪會(huì)造成腐蝕。通過(guò)設(shè)置H2S/SO2比值分析儀和H2在線分析儀，控制SO2含量；在急冷水系統(tǒng)設(shè)置在線pH值檢測(cè)儀，發(fā)現(xiàn)急冷水pH值下降時(shí)立即注入氨水溶液，以控制急冷水pH值呈微堿性，從而抑制該類(lèi)腐蝕發(fā)生。

通過(guò)對(duì)硫磺回收裝置操作上的嚴(yán)加管控，嚴(yán)格執(zhí)行工藝指標(biāo)操作，使H2S/SO2比值、急冷水pH值始終保持在正常指標(biāo)內(nèi)。

4 強(qiáng)化硫磺回收裝置的安全管理

4.1 制訂突發(fā)事件應(yīng)急處置措施

通過(guò)執(zhí)行“一案一卡”，使得員工掌握聯(lián)合裝置突發(fā)事件應(yīng)急處置措施。如果硫磺回收裝置遇到腐蝕泄漏時(shí)，能夠在第一時(shí)間按照“崗位應(yīng)急操作卡”進(jìn)行有效處置，避免泄漏演變成為中毒及環(huán)境污染事故。

4.2 常態(tài)化的檢查與考核

按照考核辦法定期組織安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化考核，嚴(yán)格落實(shí)獎(jiǎng)懲措施，保證安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作的有效進(jìn)行。

4.3 工作現(xiàn)狀再評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)檢查問(wèn)題篩選整理、分類(lèi)匯總和認(rèn)真分析，并與“工作現(xiàn)狀評(píng)價(jià)”情況以及HSE檢查標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)照，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，找出差距，為系統(tǒng)進(jìn)入下一循環(huán)提供依據(jù)，做到閉環(huán)管理。

4.4 對(duì)易腐蝕、磨損部位長(zhǎng)期堅(jiān)持檢測(cè)

不間斷地對(duì)高溫蒸汽、凝結(jié)水，酸性氣及酸性水、胺液管線彎頭、設(shè)備封頭等部位進(jìn)行檢測(cè)(主要測(cè)量壁厚)；對(duì)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行關(guān)鍵部位的磨損檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，并建立詳細(xì)的設(shè)備核查及靜密封點(diǎn)統(tǒng)計(jì)臺(tái)帳。

4.5 運(yùn)用先進(jìn)設(shè)備技術(shù)

硫磺回收裝置采用美國(guó)Ametek公司的比值分析儀、SO2和H2分析儀對(duì)裝置進(jìn)行檢測(cè)分析；引進(jìn)荷蘭Duiker燒嘴、以色列過(guò)濾器、美國(guó)MPR公司的成套模塊式胺液凈化設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)分析；積極應(yīng)用四新技術(shù)：酸性水除油的罐中罐、酸性水罐頂部采用的干法脫臭等技術(shù)。這些技術(shù)的應(yīng)用，為硫磺回收裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行保駕護(hù)航。

5 結(jié)論及建議

(1)注重細(xì)節(jié)管理，不給裝置留下安全隱患。從一個(gè)伴熱線閥門(mén)使用過(guò)程中出現(xiàn)漏點(diǎn)的處理，到處理主要物料運(yùn)行等問(wèn)題，堅(jiān)持按嚴(yán)格的程序進(jìn)行；對(duì)裝置設(shè)施腐蝕情況不間斷檢測(cè)，有問(wèn)題的及時(shí)處置；對(duì)地下潮濕(井里的管道閥門(mén))開(kāi)展經(jīng)常性檢查并維護(hù)，使其不發(fā)生腐蝕泄漏；對(duì)酸性氣管線、液硫管線設(shè)施的伴熱使用情況進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤檢查；在施工安裝時(shí)對(duì)硫磺裝置制硫尾氣及液硫管線(設(shè)有低壓蒸汽加熱套管)內(nèi)外套管的施工嚴(yán)格把關(guān)，安裝結(jié)束后要“三查四定”、氣密過(guò)程中，做好檢查驗(yàn)收記錄，保證逐段、逐節(jié)和相接法蘭處的試壓、試漏和無(wú)損檢測(cè)合格。對(duì)于地下井里的管道閥門(mén)，要保持井里干燥、無(wú)積水。

(2)保障硫磺回收裝置制硫爐(最高工作溫度1 400 ℃)的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量。

(3)選用硫磺轉(zhuǎn)化率高、壽命長(zhǎng)的制硫催化劑。

(4)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和積極應(yīng)用四新技術(shù)。