谭强

摘要：本文首先分析了对硫磺回收装置尾气处理单元腐蚀原因，对低温H2S腐蚀、高温硫腐蚀、露点腐蚀等的腐蚀机理进行了阐述，同时阐述了硫磺回收装置尾气处理单元腐蚀防护措施，从工艺流程上分析，从升级材质、腐蚀监测入手控制，保证装置长周期稳定运行，仅供参考。

关键词：硫磺回收装置;尾气处理单元;腐蚀现象;防护措施

1 对硫磺回收装置尾气处理单元腐蚀处理分析

硫磺回收装置尾气处理单元，在制硫阶段产生的尾气中含有大量的二氧化碳、二氧化硫、H₂S等有毒、有害气体，且H₂S在装置通入氢气后，会进行反应物还原，在高温下，气体会进入到尾气冷却塔内，通过与冷水接触，会增加水内的酸性，加剧装置部件腐蚀，硫磺回收装置尾气处理单元腐蚀处理如下。

1.1低温H₂S腐蚀

硫磺回收装置尾气处理单元，采用的是克劳斯硫回收工艺，基于其原理上能够发现，制硫尾气内含有少量的有害物质，包括：二氧化硫、H₂S等。通过换热尾气后，借助催化剂的作用，硫及硫化物能够开展加氢反应，以此还原成H₂S。经过反应之后，感温气体会进入到尾气急冷塔内，通过与冷水接触，会形成H₂S、H₂O腐蚀环境，如下图1所示。

在H₂S反应式中可得知，湿H₂S对碳钢设备会产生均匀腐蚀与硫化物应力腐蚀。通过检修发现尾气内的腐蚀均为均匀腐蚀，且腐蚀产物为片状。H₂S通过与金属产生腐蚀反应，会生成FeS，腐蚀产物会在金属表面形成保护膜。基于膜的脆性，随着其厚度的不断增加，一旦受到流体冲刷，将会导致腐蚀保护膜脱落，进而加剧介质腐蚀。

1.2高温硫腐蚀

高温硫腐蚀一般发生在240℃高温环境中的，介质内的H₂S与铁直接反应，会生成硫化铁。新生成的硫活性较强，能够与铁形成强烈反应。硫化铁腐蚀一般发生在尾气加热器、废热锅炉内等。高温硫腐蚀反应式：

Fe+H₂S FeS+H₂

Fe+SFeS

1.2露点腐蚀

若含硫的气体内燃烧，经过化合物分解，与氧气结合会生成二氧化硫气体，部分二氧化硫受到灰分、金属氧化物的影响，在催化作用下，会生成三氧化硫。酸雨的形成就是三氧化硫与燃烧气体内水蒸气结合，酸雨在温度低于露点的金属表面凝结，会腐蚀金属物质。

露点腐蚀化学式：S+SO₂

2SO₂+2SO₃

SO₃+H₂OH₂SO₄

2 硫磺回收裝置尾气处理单元工艺流程

硫磺回收装置尾气处理单元工艺流程如下图2所示，

硫磺回收装置尾气处理单元制硫尾气进入到加热器、高温烟气中，会在其中进行换热，且温度会上升到300℃，与氢气混合，在催化剂作用下，加速氢、水解反应，以此促使尾气内的二氧化硫、COS等气体还原，并水解成H₂S。反应之后的高温气体，此阶段气体为330℃，在气体进入到蒸汽发生器后，会逐步饱和。尾气温度下降到170℃后，尾气会迅速进入到冷却塔下部，通过与急冷水逆流接触，塔底的气体会被迅速抽出，经过冷却之后，在40℃下开展循环使用。

从尾气吸收塔中顶出来的净化尾气，会进入到炉内燃烧，在700℃高温环境下，净化尾气内残留的硫化物，会生成二氧化硫，剩余的氢气燃烧，会生成水与二氧化碳。

3 硫磺回收装置尾气处理单元腐蚀防护措施

基于上述对硫磺回收装置尾气处理单元工作流程的分析，在硫磺回收装置尾气处理单元腐蚀处理基础上，硫磺回收装置尾气处理单元腐蚀防护措施主要如下。

3.1 升级材质

不同材料其化学成分与组织特点、防腐蚀性能各不相同，材料在使用中耐药性直接决定着设备使用寿命、设备运行的可靠性。就实际情况而言，部分材料难以满足当前材质需求，只有借助定点测厚、材质分析，适当开展材料升级，选择可靠性较强的材质，才可从源头降低腐蚀隐患。比如：笔者所在企业，综合考虑H₂S、H₂O环境腐蚀问题，在大修期间，选择304不锈钢为冷水管线。在设计阶段，综合考虑运行周期问题，定期更新尾气加热器。

3.2 腐蚀监测

在设备运行阶段，为强化腐蚀状态的监测，应当强化监测技术的应用，为装置的安全运行保驾护航。目前，常用的监测方式包括：定点测厚、腐蚀介质监测、挂片监测。为提升硫磺回收装置尾气处理单元腐蚀防护水平，应当对H₂S、H₂O环境进行分析，积极开展定点测厚、在线监测等。为降低设备腐蚀度，可在冷水内注入NH₃，实现水中pH值的调节。就急冷塔水质，一般要求水的pH值在6.5-8.5范围内，且铁离子质量浓度要在1.5mg/L以内。通过开展定点测厚监测，分析介质、铁离子含量，以此明确腐蚀原因。

基于腐蚀本身的特殊性与复杂性，为保障腐蚀措施的有效，需要明确监测技术的优缺点，强化各类监测技术的应用。为强化工艺防腐蚀控制，切实降低pH值浮动，需要改善设备内部的酸性环境，以此减少腐蝕速度。

4结束语

综上所述，硫磺回收装置尾气处理单元，在制硫阶段产生的尾气中含有大量的二氧化碳、二氧化硫、H₂S等有毒、有害气体，且H₂S在装置通入氢气后，会进行反应物还原，在高温下，气体会进入到尾气冷却塔内，通过与冷水接触，会增加水内的酸性，加剧装置部件腐蚀。在实际工作阶段，应当积极开展防腐工艺控制，引入各类先进技术，最大程度避免突发性腐蚀泄露事故的发生。

参考文献

[1]孙超.硫磺装置尾气急冷塔堵塞原因分析和控制措施[J].山东化工，2018，47（14）：85-88.

[2]赵敏.硫磺回收装置尾气处理单元腐蚀问题分析[J].石油化工腐蚀与防护，2017，34（03）：29-32.