硫黄回收装置三级硫冷凝器泄漏原因分析与防护措施

硫黄回收装置的设备腐蚀问题是影响装置长周期安全运行的重要因素之一。多年来,装置三级硫冷凝器由于设备制造质量问题、汽包水质量差、装置负荷大幅波动及开停工期间腐蚀等多方面的原因,导致腐蚀泄漏频繁发生。近年来通过做好设备制造质量监控、严格控制炉水质量、做好工艺防腐、平稳生产、减少负荷大幅波动和开停工期间设备的保护等方面工作,三级硫冷凝器的腐蚀问题得到了充分解决。

某硫冷凝器管束的腐蚀原因

以某炼化公司4万t/a硫磺装置酸性气燃烧炉出口过程气一级冷凝冷却器的腐蚀为例,通过前期试漏试验、腐蚀减薄穿孔区域形貌观察、腐蚀产物化学成分分析、介质流态流速数值模拟等一系列方法评估了腐蚀原因。结果表明:该硫冷凝器管束发生腐蚀穿孔的主要原因是壳程介质没有提前除氧且pH控制不当导致的氧腐蚀和碱腐蚀,依据分析结果提出了相应的防腐蚀措施。

天然气净化厂大型硫冷凝器腐蚀泄漏案例分析

通过分析几起高含硫天然气净化厂硫黄回收单元大型硫冷凝器腐蚀泄漏案例,明确高含硫天然气净化过程中硫冷凝器实际存在的腐蚀机理,提出相应措施和建议。

大直径、高压差末级硫冷凝器研发探究

针对普光气田净化厂的末级硫冷凝器设备全部采用进口,设备价格高、供货周期长,使用以来多台发生泄漏(最短投产不到一年就发生泄漏),严重影响硫磺回收单元安全平稳运行等问题,开展了硫冷凝器设备研发攻关。通过管板、管头等关键部件结构参数优化设计,创新形成了大直径、高压差薄管板硫冷器设计技术;通过研发专用焊机、胀头,优化焊接胀接工艺,解决了窄间隙、深坡口管头制造难题;研发出双晶面小尺寸探头,创新形成灵敏可靠的管头超声波检测技术;优化硫冷凝器管板、管束、管头等关键部件的制造工艺,研制出大直径、高压差末级硫冷凝器。已完成的5台设备现场应用中,最长平稳运行的已达2年,技术指标达到国外同类产品先进水平,保障了净化厂硫磺回收装置满负荷、长周期安全稳定运行,良好的社会经济效益。

普光气田硫冷凝器换热管材料腐蚀试验研究

针对普光气田脱硫单元酸性气的腐蚀环境,选择10渗铝钢、08Cr2AlMo钢、10钢、ND钢这4种材质的管材为研究对象进行腐蚀试验研究,获取上述材料的平均腐蚀速率,以便为硫冷凝器的换热管选材提供参考。试验结果表明,ND钢和10钢在模拟腐蚀环境中耐应力腐蚀和均匀腐蚀的能力优于10渗铝钢和08Cr2AlMo钢。

硫冷凝器管板裂纹分析及处理

硫冷凝器是硫磺回收装置的核心设备之一,硫冷凝器泄漏是硫磺回收装置中普遍存在的问题,严重制约了硫磺回收装置的长周期运行,泄漏的原因多种多样,管板产生裂纹是导致泄漏的主要原因之一,解决该问题能有效提高硫磺回收装置的运行周期,本文将实践中总结的效果较好的硫冷凝器管板裂纹处理方法从原理分析、处理方案到处理效果作了详细介绍,并提出了改进建议。

硫磺回收装置大型硫冷凝器设计要点

针对我国原油加工量的增长和炼油企业加工高硫原油比例的增加,硫磺回收装置规模趋于大型化。从选材、结构和设计计算等方面阐述了大型硫冷凝器的设计,着重介绍了大型硫冷凝器的薄管板结构型式及其计算等。

硫磺装置一级硫冷凝器泄漏原因分析

通过对某公司硫磺回收联合装置一级硫冷凝器泄漏原因的分析,认为从设备防腐及安全运行考虑,加强装置的变工况管理至关重要。

硫黄回收装置末级硫冷凝器失效分析

针对末级硫冷凝器的失效泄漏问题,在管板、换热管和管头焊缝等不同部位取样,采用多种手段进行检测分析。根据宏观检查、剖面分析、金相组织分析和腐蚀产物分析等结果进行判断,设备失效泄漏主要是由换热管管头焊缝腐蚀穿孔所造成的。由于管头存在大量的焊接缺陷,在硫酸露点腐蚀和应力腐蚀的共同作用下,加速管头腐蚀穿孔,管头焊缝出现泄漏。建议对管头结构进行优化设计,开展管头焊接工艺研究,提高管头的焊接质量。

硫冷凝器柔性管板与换热管数控脉冲钨极氩弧焊填丝焊焊接工艺

分析了大型硫冷凝器柔性管板与换热管的焊接接头结构特点,制定了3种焊接方案,详细介绍了按照焊接方案进行的焊接性试验,并进行了比较分析。选用效果较好的数控脉冲钨极氩弧焊填丝焊焊接工艺进行了焊接工艺评定,验证了拟定焊接工艺的正确性,并成功应用于产品生产中。

硫冷凝器管板样机数值分析与应力测试对比

针对硫冷凝器内漏问题,探讨了硫冷凝器管板改进思路。设计了刚性管板与柔性管板样机,建立了样机的数值模型并进行有限元分析,并对样机进行了压力载荷下的应力测试。2种管板样机应力测试结果与有限元数值模拟结果对比分析表明,当换热管支撑强度系数较大时,减小管板厚度对其承受机械载荷能力基本无影响,同时管板弯曲刚度下降明显,可改善因管板刚度引起的对管头的拘束度。柔性管板结构可补偿换热管与筒体变形差,改善管板与筒体连接结构对管头的拘束度。

冶炼烟气硫磺回收装置硫冷凝器的中试结果

作为利用甲烷还原冶炼烟气生产硫磺开发工作的一部分,在处理烟气量约为1 000 m^3/h的中试试验中研究了两段式和四段式硫冷凝器。四段式硫冷凝器第一段为水管式,主要用于除去冶炼烟气中的烟尘,其余3段为气管式设计。试验表明,在两段式硫冷凝器中,80%的硫磺在第一段中冷凝;当气体初始温度为400℃时,四段式硫冷凝器硫磺总回收率最高可达85.09%。开发了一种水洗工艺回收硫冷凝器出口气体中的硫磺,以使尾气硫含量减少到至多1 g/m^3。

硫磺回收装置硫冷凝器设计要点

硫冷凝器是硫磺回收装置中重要的换热器类设备之一。以某新建80 kt/a硫磺回收项目为例,从各级硫冷凝器出口温度的确定、结构尺寸设计、防腐蚀设计和设备选材三个方面,介绍了硫冷凝器的设计要点。

三鞍座硫回收冷凝器的强度计算

通过对非对称布置三鞍座硫回收冷凝器的受力分析及简化，提出了计算各支座反力和轴向弯矩的数学公式，供设计时参考。

克劳斯法逐级冷凝回收硫磺的工艺设计考量

克劳斯（Claus）法硫磺回收工艺是天然气和炼厂气净化中应用最广泛的工艺，其生产的硫磺产品全部需经硫冷凝器逐级冷凝回收，通常根据催化反应级数，在工艺流程中设置3-4级硫冷凝器来冷凝回收单质硫。因介质腐蚀性强、液硫黏度大，硫冷凝器在操作中容易出现腐蚀、硫雾夹带、堵塞等问题。通过热力学原理来阐述硫冷凝过程黏度与温度等参数的特性函数关系，重点分析硫雾形成原因、硫蒸气损失对硫回收率的影响和解决措施。克劳斯法逐级冷凝回收硫磺过程中，各级硫冷凝器操作温度和质量流速是影响操作和回收率的关键工艺参数，设计时，冷凝器冷端介质参数（温度、流量或发生蒸汽压力）在条件允许下应留有适宜的灵活性，允许单独控制每级硫冷凝器的操作温度，以提高装置操作的适应性、灵活性和可靠性，保证长周期安全稳定运行。

硫磺回收装置停工过程的安全问题探讨

硫磺回收装置长期在高温高硫环境下运行 ,容易腐蚀生成硫化亚铁 (FeS)并在管线、设备死角和反应器内积聚。停工过程容易过氧导致FeS自燃 ,造成设备和催化剂的损坏。在硫磺装置上广泛应用各种负载金属催化剂 ,这些催化剂在停工过程中需要进行还原、热浸泡、烧碳再生、惰性气体吹扫、钝化处理 ,这些处理过程都面临过氧导致催化剂床层飞温危险。针对这些影响硫磺装置安全停工的因素进行分析 。

硫回收装置复杂控制系统、联锁系统和点火控制系统的设计

介绍了国内三级克劳斯硫磺回收工艺,详细解析了硫回收装置复杂控制系统设计目的和功能块的作用,说明了联锁系统中联锁触发原因和结果及意义,阐述了点火顺序控制及其联锁设计,可对硫回收装置自动控制设计提供参考。

硫和活性焦炭的生产

石油焦脱除SOx和NOx过程由四个关键的步骤组成，即一个废气浓缩器(FC)，一个碳高温还原器(CR)，一个元素硫冷凝器(SC)及一个硫和氮元素的氧化器(RO)。两个主要反应物是石油焦和含有SOx／NOx的烟道气，主要产品是来自SC和CR的元素硫和活性焦炭。该过程是一个经济可行的方法，在脱除SOx和NOx的同时能生产活性焦炭，因而应用范围广，对环境保护显著。

克劳斯硫回收运行出现的问题及处理

河南晋煤天庆煤化工有限责任公司工业燃气(LNG)项目配套克劳斯硫回收装置。实际生产过程中,出现反应器床层积碳、硫冷凝器列管内漏、酸性气压力波动大、燃烧炉炉温不稳定、液体硫黄产品酸值高等问题,采取了相应的处理措施后,保证了硫回收装置的连续运行。

专利文摘

硫回收系统和方法公开了从含硫气体中高效地生产硫的多种系统和方法。硫回收系统含脱硫单元、再生器、硫冷凝器和硫回收单元。从脱硫单元出来的硫化物进入再生器,从再生器出来的硫通过管道进入硫冷凝器浓缩,然后进入硫回收单元转化为硫产品。（美国通用电气公司）/US 7901646。