高含硫天然气净化装置硫冷凝器的失效腐蚀分析

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摘 要：对硫黄回收装置冷凝冷凝器的腐蚀状况进行了分析，应力腐蚀、湿H2s损伤、疲劳腐蚀、缝隙腐蚀、露点腐蚀、硫化腐蚀以及酸、碱腐蚀等是造成令凝冷凝器腐蚀的主要因素。改进换热管与管板的连接方法，进行防腐设计，选用耐蚀性能好的材料可以提高设备的防腐能力。
　　关键词：硫黄回收装置，硫冷凝器，应力腐蚀，焊后热处理
　　某天然气净化厂硫黄回收单元由12套20W（M）t/a硫黄回收装置和尾气处理装置组成，采用的是克劳斯部分燃烧法工艺，硫黄回收装置有三级硫黄冷凝器（工艺流程如图1），—、二级冷凝器的人口温度均为280℃，出口温度均为160℃。冷凝器的结构为单程卧式固定管板换热器，壳体材质为16MnR，换热管材质及管板材质均为20R碳钢。厚度为24mm。冷凝器管程为含H2s、s、so2、CO2、CO、H2和H2O的过程气，壳程为除氧水及吸热产生的0.40 MPa蒸汽。三级冷凝器结构为单程式固定管板式换热器，换热管材质为SA516-65（N），壳程为5.5MPa高压除氧水。其入口温度为220℃，出口温度为137℃。2009年10月，硫黄回收装置冷凝器投入使用。两年后便发生了不同程度的腐蚀，使管程内的液硫凝固，堵塞管箱及换热管，硫黄回收单元被迫停工。多次泄漏、频繁开停工不但影响装置长周期运行，更容易引起其他设备如克劳斯炉衬里损坏、硫冷器腐蚀加剧等现象发生，同时对下游尾气处理单元也有很大影响。因此，为找出其矢效原因，对硫冷器进行腐蚀原因分析，并提出相应防护措施。