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煉廠主要裝置設備腐蝕原因分析及防范措施,告別腐蝕風險!
02
工藝條件的影響
影響腐蝕的相關工藝條件主要有溫度、壓力、pH、流速及流態等,這些條件直接影響著腐蝕介質的形成、轉變、傳遞以及其與鋼材的接觸、反應。有的工藝條件可以導致緩蝕劑性能下降或分解,從而加速腐蝕。在腐蝕介質的基礎上,以及相關工藝條件的影響下導致特定失效模式的形成,同時也讓裝置設備出現了某些特定的腐蝕敏感區域或部位。API571中給出了煉廠裝置設備各種失效模式與相關介質和工藝條件影響之間的關系。
03
設備相關原因
大多數設備腐蝕失效事故發生在管道、冷換設備、某些反應器以及存儲設備中,其他一些設備的事故概率相對較低。除了工藝條件的影響,設備本身的一些狀況、條件等相關因素也是事故發生的原因。
a) 材料組成:材質等級偏低往往易導致腐蝕事故發生,在設計或者維修更換的過程中,對材料的選擇非常重要,尤其還要注意選材時不同材質鋼材連接時的電偶腐蝕問題。
b) 制造:制造缺陷往往成為腐蝕事故隱患。
c) 結構:設計時采用的一些結構對腐蝕具有一定的敏感性,屬于一些結構弱點,如彎頭連接、閥門、變徑結構以及分支管路等。由于彎頭連接處失效而造成的腐蝕事故數不勝數,由于應力、壓力、流速及流態的影響,彎頭連接處通常是腐蝕孕育發展的部位。閥門、變徑結構及分支管路也是因為應力、壓力和流體流速、流態的影響而具有腐蝕敏感性。
展開 石油化工設備63種腐蝕機理,“一脫四注”的防腐技術!
一、設備的63種常見腐蝕機理
從這63中腐蝕類型或者叫腐蝕機理上來看,化工設備的腐蝕情況非常復雜。化工材料,設備環境,介質條件等等方面都是設備造成腐蝕情況的誘因或者條件。因此不同條件環境下的防腐措施也是不盡相同。要想了解各種防腐措施,就必須先清楚腐蝕的類型有哪些?
1、石化設備腐蝕類型
腐蝕按材料種類分為金屬腐蝕和非金屬腐蝕;腐蝕按表面形貌分為全面腐蝕和局部腐蝕;局部腐蝕又有小孔腐蝕、應力腐蝕破裂、縫隙腐蝕、電偶腐蝕、磨損腐蝕等等。
金屬腐蝕按機理可分為物理腐蝕、化學腐蝕、電化學腐蝕等。
(1)物理腐蝕
材料單純物理作用的破壞,一般是由溶解、滲透引起的,如熔融金屬容器的溶解,高溫熔鹽、熔堿對容器的溶解滲透。
(2)化學腐蝕
金屬與非電解質直接發生化學作用引起的破壞。腐蝕過程是純氧化-還原反應,腐蝕介質與金屬表面的原子直接碰撞而形成腐蝕產物,反應中無電流產生,符合化學動力學規律。
(3)電化學腐蝕
金屬與電解質溶液發生電化學作用而引起的破壞。反應過程中有陽極失去電子和陰極獲得電子以及電子的流動(電流),歷程符合電化學動力學規律。
石油化工設備的局部腐蝕形式主要有點蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕等。對化工機械來說,機械內部容易受到化工材料的腐蝕,外部在實際的使用過程中,會受到外部環境的腐蝕,而且,化工生產的氧氣、酸堿等因素,直接與機械設備的外部相接觸,化工設備受到酸堿、氧氣的作用,直接造成機械設備的腐蝕。
2、設備腐蝕的防范
目前的防腐技術主要有:開發耐蝕材料、表面防蝕技術、緩蝕技術,電化學保護等。
展開 塔設備常見腐蝕部位
腐蝕原因:乙醇胺與二氧化碳由不可逆反應生成的聚胺型物質是促進設備腐蝕的最普通的降解物質,在120度時降解析出二氧化碳。游離的或者化合的CO2 均能引起腐蝕,嚴重的腐蝕發生于有水的高溫部位(90℃)以上,濃度為20~30%時,腐蝕尤為嚴重,硫化氫與二氧化趟混合物的腐蝕比相應濃度的二氧化碳的腐蝕要輕,并隨硫化氫濃度的增加而降低。即硫化氫有抑制二氧化碳腐蝕的作用。
4、Fe+2CO2+2H2O、Fe(HCO3)2+H2Fe(HCO3)、(加熱)FeCO3+CO2+H2、Fe+H2CO3、FeCO3+H2腐蝕
防護措施:操作溫度高于90度的設備及管線焊后進行消除應力熱處理,控制焊縫及熱影響區的硬度小于HB200,換熱設備管束選用18-8鋼,改進操作條件,控制操作溫度,在單乙醇胺系統注入緩蝕劑等。
5、RCOOH(環烷酸)腐蝕
腐蝕部位:減壓爐出口轉油線、減壓塔進料段以下部位為重。常壓爐出口轉油線及常壓爐進料段次之。焦化分餾塔集油箱部位又次之。
腐蝕形態:遭受腐蝕的鋼材表面光滑無垢,位于介質流速低的部位腐蝕僅留下尖銳的孔洞;高流速部位的腐蝕則出現帶有銳邊的坑蝕或蝕槽。
腐蝕原因:環烷酸在低溫時腐蝕不強烈。一旦沸騰,特別是在高溫無水環境中,腐蝕最為激烈:2RCOOH+Fe--Fe(RCOO)2+H2當酸值大于0.5mgKOH/g原油,溫度在270~280℃和350~400℃時,環烷酸腐蝕最嚴重。
防護措施:主要是選用耐蝕鋼材,如316L等;設備管道以及爐管彎頭內壁焊縫應磨平,保持內壁光滑,防止預生渦流而加劇腐蝕;適當加大爐出口轉油線管徑,降低流速。
6、氫 氟酸的腐蝕
腐蝕部位:主要是烷基化裝置內與介質接觸的設備及管道,以洗化廠烷基苯裝置為主。
腐蝕形態:為均勻腐蝕;氫鼓泡和氫脆;應力腐蝕和縫隙腐蝕4種。
展開 塔設備常見腐蝕部位
腐蝕原因:乙醇胺與二氧化碳由不可逆反應生成的聚胺型物質是促進設備腐蝕的最普通的降解物質,在120度時降解析出二氧化碳。游離的或者化合的CO2 均能引起腐蝕,嚴重的腐蝕發生于有水的高溫部位(90℃)以上,濃度為20~30%時,腐蝕尤為嚴重,硫化氫與二氧化趟混合物的腐蝕比相應濃度的二氧化碳的腐蝕要輕,并隨硫化氫濃度的增加而降低。即硫化氫有抑制二氧化碳腐蝕的作用。
4、Fe+2CO2+2H2O、Fe(HCO3)2+H2Fe(HCO3)、(加熱)FeCO3+CO2+H2、Fe+H2CO3、FeCO3+H2腐蝕
防護措施:操作溫度高于90度的設備及管線焊后進行消除應力熱處理,控制焊縫及熱影響區的硬度小于HB200,換熱設備管束選用18-8鋼,改進操作條件,控制操作溫度,在單乙醇胺系統注入緩蝕劑等。
5、RCOOH(環烷酸)腐蝕
腐蝕部位:減壓爐出口轉油線、減壓塔進料段以下部位為重。常壓爐出口轉油線及常壓爐進料段次之。焦化分餾塔集油箱部位又次之。
腐蝕形態:遭受腐蝕的鋼材表面光滑無垢,位于介質流速低的部位腐蝕僅留下尖銳的孔洞;高流速部位的腐蝕則出現帶有銳邊的坑蝕或蝕槽。
腐蝕原因:環烷酸在低溫時腐蝕不強烈。一旦沸騰,特別是在高溫無水環境中,腐蝕最為激烈:2RCOOH+Fe--Fe(RCOO)2+H2當酸值大于0.5mgKOH/g原油,溫度在270~280℃和350~400℃時,環烷酸腐蝕最嚴重。
防護措施:主要是選用耐蝕鋼材,如316L等;設備管道以及爐管彎頭內壁焊縫應磨平,保持內壁光滑,防止預生渦流而加劇腐蝕;適當加大爐出口轉油線管徑,降低流速。
6、氫氟 酸的腐蝕
腐蝕部位:主要是烷基化裝置內與介質接觸的設備及管道,以洗化廠烷基苯裝置為主。
腐蝕形態:為均勻腐蝕;氫鼓泡和氫脆;應力腐蝕和縫隙腐蝕4種。
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煉廠主要裝置設備腐蝕原因分析及防范措施,化工人必讀!
API571中給出了煉廠裝置設備各種失效模式與相關介質和工藝條件影響之間的關系。
03
設備相關原因
大多數設備腐蝕失效事故發生在管道、冷換設備、某些反應器以及存儲設備中,其他一些設備的事故概率相對較低。除了工藝條件的影響,設備本身的一些狀況、條件等相關因素也是事故發生的原因。
a) 材料組成:材質等級偏低往往易導致腐蝕事故發生,在設計或者維修更換的過程中,對材料的選擇非常重要,尤其還要注意選材時不同材質鋼材連接時的電偶腐蝕問題。
b) 制造:制造缺陷往往成為腐蝕事故隱患。
c) 結構:設計時采用的一些結構對腐蝕具有一定的敏感性,屬于一些結構弱點,如彎頭連接、閥門、變徑結構以及分支管路等。由于彎頭連接處失效而造成的腐蝕事故數不勝數,由于應力、壓力、流速及流態的影響,彎頭連接處通常是腐蝕孕育發展的部位。閥門、變徑結構及分支管路也是因為應力、壓力和流體流速、流態的影響而具有腐蝕敏感性。
d) 腐蝕防護層的失效:防腐層的完整性對一些腐蝕敏感材料起了重要的保護作用,在很多腐蝕事故調查結果中,防腐涂層、陰極保護、緩釋劑等腐蝕防護層的失效,導致了基體的快速腐蝕,最終釀成事故。
e) 位置:例如管線架設是否合理,是否方便檢測檢驗和維修,這些有可能成為腐蝕事故發生的間接原因。
f) 焊接:焊接質量問題或者焊接缺陷是很多腐蝕事故發生的原因,尤其是在受材料組成和微觀結構影響較大的腐蝕機制中,焊接問題表現得更為明顯。無論是新建還是檢維修都會涉及到設備焊接過程,焊接改變了材質結構和表面組織,而且焊接程序本身也容易留下隱患,這些都提高了腐蝕的風險。
g) 老化:經過長時間服役的設備,難免會存在一些缺陷,發現不及時或處置不到位,就會成為事故隱患。
展開 塔設備常見腐蝕部位
腐蝕原因:乙醇胺與二氧化碳由不可逆反應生成的聚胺型物質是促進設備腐蝕的最普通的降解物質,在120度時降解析出二氧化碳。
游離的或者化合的CO2 均能引起腐蝕,嚴重的腐蝕發生于有水的高溫部位(90℃)以上,濃度為20~30%時,腐蝕尤為嚴重,硫化氫與二氧化趟混合物的腐蝕比相應濃度的二氧化碳的腐蝕要輕,并隨硫化氫濃度的增加而降低。即硫化氫有抑制二氧化碳腐蝕的作用。
四、Fe+2CO2+2H2O
防護措施:操作溫度高于90度的設備及管線焊后進行消除應力熱處理,控制焊縫及熱影響區的硬度小于HB200,換熱設備管束選用18-8鋼,改進操作條件,控制操作溫度,在單乙醇胺系統注入緩蝕劑等。
五、RCOOH(環烷酸)腐蝕
腐蝕部位:減壓爐出口轉油線、減壓塔進料段以下部位為重。常壓爐出口轉油線及常壓爐進料段次之。焦化分餾塔集油箱部位又次之。
腐蝕形態:遭受腐蝕的鋼材表面光滑無垢,位于介質流速低的部位腐蝕僅留下尖銳的孔洞;高流速部位的腐蝕則出現帶有銳邊的坑蝕或蝕槽。
腐蝕原因:環烷酸在低溫時腐蝕不強烈。一旦沸騰,特別是在高溫無水環境中,腐蝕最為激烈:2RCOOH+Fe--Fe(RCOO)2+H2當酸值大于0.5mgKOH/g原油,溫度在270~280℃和350~400℃時,環烷酸腐蝕最嚴重。
防護措施:主要是選用耐蝕鋼材,如316L等;設備管道以及爐管彎頭內壁焊縫應磨平,保持內壁光滑,防止預生渦流而加劇腐蝕;適當加大爐出口轉油線管徑,降低流速。
六、 氫 氟 酸 的腐蝕
腐蝕部位:主要是烷基化裝置內與介質接觸的設備及管道,以洗化廠烷基苯裝置為主。
腐蝕形態:為均勻腐蝕;氫鼓泡和氫脆;應力腐蝕和縫隙腐蝕4種。
展開 史上最全的設備防腐蝕辦法,趕緊收藏!
設備防腐蝕很重要,那么應該如何防腐蝕呢?本文全面介紹了化工生產中防腐蝕的方法,即使金粉們不從事化工行業,也可以以此為鑒從中學習。
防腐蝕的方法總的來說可以分為兩大類:一是正確地選擇防腐蝕材料和其他防腐蝕措施;二是選擇合理的工藝操作及設備結構。嚴格遵守生產的工藝規程,可以消除不應當發生的腐蝕現象,而即使采用良好的耐腐蝕材料,在操作工藝上不腐蝕規程,也會引起嚴重的腐蝕。目前,化工生產中常用的防腐蝕方法有以下幾種。
1.正確選材和設計
了解不同材料的耐蝕性能,正確地、合理地選擇防腐蝕材料是最行之有效的方法。眾所周知,材料的品種很多,不同材料在不同環境中的腐蝕速度也不同,選材人員應當針對某一特定環境選擇腐蝕率低、價格較便宜、物理力學性能等滿足設計要求的材料,以便設備獲得經濟、合理的使用壽命。
2.調整環境
如果能消除環境中引起腐蝕的各種因素,腐蝕就會終止或減緩,但是多數環境是無法控制的,如大氣和土壤中的水分,海水中的氧等都不可能除去,且化工生產流程也不可能隨意更改。但是有些局部環境是可以被調整的,如鍋爐進水先去除氧(加入脫氧劑亞硫酸鈉和肼等),可保護鍋爐免遭腐蝕;又如空氣進入密閉的倉庫前先出去水分,也可避免貯存的金屬部件生銹;為了防止冷卻水對換熱器和其他設備造成結垢和穿孔,可在水中加入堿或酸以調節PH值至最佳范圍(接近中性);煉油工藝中常加堿或氨使生產流體保持中性或堿性。溫度過高時,可在器壁冷卻降溫,或在設備內壁砌襯耐火磚隔熱,等。這些都是改變環境且不影響產品和工藝的前提下采用的方法,在允許的前提下,建議工藝中選用緩和的介質代替強腐蝕介質。
3.加入緩蝕劑
通常,在腐蝕環境中加入少量緩蝕劑就可以大大減緩金屬的腐蝕,我們一般將它分為無機、有機和氣相緩蝕劑三類,其緩蝕機理也各不相同。
展開 加氫裝置設備腐蝕類型
高溫氫腐蝕的特點是要經過一個潛伏期,根據材料和環境條件的不同,潛伏期短可幾個小時,長則數年。鋼材受到高溫氫腐蝕后,表面的尺寸變化很小,主要是降低材料屈服強度和沖擊韌性,從而引起材料開裂。鋼材發生氫腐蝕的溫度和壓力有一個組合條件,及潛伏值,超過這個極限值,就會發生氫腐蝕。
【影響高溫氫腐蝕的主要因素】
■溫度、壓力和暴露時間的影響。溫度越高或者壓力越大高溫腐蝕的起始時間就越早。
■合金元素和雜質元素的影響。
■熱處理的影響。鋼的抗氫腐蝕的性能與鋼的顯微組織也有密切關系。
■應力的影響。應力值越大,腐蝕越強。
(3)氫致剝離
【定義】氫在高溫高壓下擴散進入鋼中,當設備檢修或冷卻過程中,溫度降低至150℃以下時,由于氫氣來不及向外釋放,鋼中吸藏了部分氫氣,在一定條件下就會產生堆焊層與母材的開裂現象。
(4)氫損傷的防護措施
■嚴格控制降溫、降壓速率,不能過大。降溫速率:20~25℃/h,降壓速率:1.0~1.5MPa/h。(可以很好的防治氫脆、氫致開裂)。
■控制材料的雜質元素的含量,焊后熱處理。
■根據最新版本的納爾遜曲線選擇抗氫腐蝕材料。嚴禁設備超溫、超壓。
2.高溫H2+H2S腐蝕
【定義】高溫H2+H2S腐蝕是指金屬在高溫(204℃,也有說300~420℃)、H2和H2S環境下發生的腐蝕破壞現象。
【腐蝕部位】高溫H2+H2S腐蝕部位主要發生在混氫以后的反應系統設備上如:加氫反應器、反應流出物高壓換熱器、反應爐爐管、熱高分及相應的工藝管線。腐蝕形態為H2S對鋼的化學腐蝕,表現為均勻腐蝕、氫脆和氫腐蝕。
【腐蝕因素】在加氫過程中,氫也是造成設備腐蝕的一個因素。它不僅能直接腐蝕金屬,還對高溫H2S起一種促進作用。
展開 硫酸裝置液硫焚燒單元關鍵設備的腐蝕控制
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 中韓石化、乙烯工業
作 者 | 陳亞寬
關鍵詞 | 硫酸裝置 關鍵設備 腐蝕控制
共 2054 字 | 建議閱讀時間 9 分鐘
導 讀
硫酸裝置液硫焚燒單元的關鍵設備為焚硫爐和廢熱鍋爐。從儲存單元來的液硫通過硫黃q霧化送入焚硫爐內燃燒,焚硫爐內溫度1000℃左右,SO2質量分數約9.5%的爐氣進入廢熱鍋爐進行冷卻會造成廢熱鍋爐低溫部位腐蝕。腐蝕會影響硫酸裝置安全運行,因此進行腐蝕風險的預測和防控就顯得尤為重要。
腐蝕分析
某廠硫酸裝置液硫焚燒單元的焚硫爐材質為Q235A,內襯一層保溫磚和二層耐火磚,爐氣進入廢熱鍋爐的管道材質為16MnR+耐火磚,廢熱鍋爐管束材質為20g。液硫﹑有機物和硫化氫等在焚燒過程產生多種產物,包括S,COS,CS2,SO2,NO,NO2,CO2和SO3等,這些燃燒產物以氣相形式存在,接觸這些產物的設備及管線存在潛在的腐蝕隱患。
液硫燃燒的主要原則工藝流程見圖1。
焚硫爐及爐氣進入廢熱鍋爐的管道及跨線內壁襯里,在高溫下會出現劣質化(開裂、脫落等),導致爐壁局部超溫,在停工期間產生露點腐蝕。另外進料管嘴存在沖刷腐蝕和高溫蠕變而產生裂紋,其失效形式以耐火材料損壞為主,耐火襯里損壞易導致鋼材的高溫硫化和高溫蠕變,在低溫時產生露點腐蝕。
廢熱鍋爐管束材質為碳鋼,入口側管板表面有耐火澆注料,換熱管有陶瓷套管,長約100mm。在裝置正常運行時腐蝕輕微,在超溫下運行,陶瓷套管可能會破裂,導致管板和換熱管發生熱應力開裂。
展開 中海油PPT│煉油及化工設備的腐蝕與防護
中海油PPT│煉油及化工設備的腐蝕與防護
減少沖壓件加工設備腐蝕磨損的方法和途徑
沖壓件加工設備的磨損有很多種,我們來了解下其中的一種----腐蝕磨損。這種磨損多因環境因素造成。腐蝕磨損分兩種,一種是氧化磨損,一種是特殊介質腐蝕磨損。下面我們來了解下防止腐蝕磨損的方法和途徑,
首先說下減少氧化磨損的方法:
1.當接觸載荷一定時,應控制其滑動速度,反之則應控制接觸載荷;
2.合理匹配氧化膜硬度和基本金屬硬度、保證氧化膜不受破壞;
3.合理選用潤滑油粘度,并適量加入中性極壓添加;
再有就是減少特殊介質腐蝕磨損的方法:
1.利用某些特殊元素與特殊介質作用,形成化學結合力較高、結構致密的鈍化膜;
2.合理選用潤滑劑;
3.正確選擇摩擦副材料
沖壓件廠家,只有正確合理的使用與管理沖壓加工設備,才能減少設備的磨損,延長設備的使用壽命,最大限度的創造生產價值。
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關鍵原材料成本增加,亨斯邁宣布上調乙烯胺價格!
二氯乙烷作為傳統的乙烯胺生產方法,優點是原料易得,無需催化劑,而且副產物多乙烯多胺和哌嗪等是高附加值物質,但是今年全球對于環保問題的重視,設備腐蝕性強,并且中和過程中產生大量的氯化鈉,三廢問題嚴重等問題制約了它的進一步發展,同時也催生了新一種生產工藝,乙醇胺法。
2、乙醇胺法(MEA)
乙醇胺法采用固體酸催化劑,以乙醇胺和氨為原料生產乙二胺的方法,具有反應壓力低,產物收率高和污染小等優點,正逐漸成為未來發展的趨勢。
兩種方法的優缺點對比,EDC法比MEA法能生產出更多的高胺;
MEA法比EDC法生產更環保;
EDC法由于投資較高,能耗大,對設備腐蝕性強并副產大量NaCl,三廢問題嚴重;
MEA法基本無三廢排放,是一種適應大規模、連續化生產的清潔工藝。
乙烯胺的高化學活性,使它在精細中間體、醫藥中間體有廣闊的應用,隨著時代進步,科技發展,乙烯胺必將會有更廣闊的應用空間。
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展開 關鍵原材料成本增加,亨斯邁宣布上調乙烯胺價格!
二氯乙烷作為傳統的乙烯胺生產方法,優點是原料易得,無需催化劑,而且副產物多乙烯多胺和哌嗪等是高附加值物質,但是今年全球對于環保問題的重視,設備腐蝕性強,并且中和過程中產生大量的氯化鈉,三廢問題嚴重等問題制約了它的進一步發展,同時也催生了新一種生產工藝,乙醇胺法。
2、乙醇胺法(MEA)
乙醇胺法采用固體酸催化劑,以乙醇胺和氨為原料生產乙二胺的方法,具有反應壓力低,產物收率高和污染小等優點,正逐漸成為未來發展的趨勢。
兩種方法的優缺點對比,EDC法比MEA法能生產出更多的高胺;
MEA法比EDC法生產更環保;
EDC法由于投資較高,能耗大,對設備腐蝕性強并副產大量NaCl,三廢問題嚴重;
MEA法基本無三廢排放,是一種適應大規模、連續化生產的清潔工藝。
乙烯胺的高化學活性,使它在精細中間體、醫藥中間體有廣闊的應用,隨著時代進步,科技發展,乙烯胺必將會有更廣闊的應用空間。
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展開 常減壓裝置有哪些易腐蝕點?我們該如何進行防護?
04
保溫層下腐蝕
處于低溫部位的設備管道容易出現保溫層腐蝕(詳情請點擊這里),當設備處于150℃以下時,容易出現保溫層下的腐蝕。常減壓裝置上易出現保溫層下腐蝕的位置有運行在-10~120℃的碳鋼系統,有工藝泄露、操作環境濕度大或酸性蒸汽的區域,暴露在蒸汽排放口處的設備,露點以下溫度運行的冷設備等。在腐蝕的部位可以看到金屬表面有大量銹跡,設備材質較脆、粉化、缺少光澤,伴有鼓泡、裂紋等現象。造成保溫層下腐蝕主要有兩方面的因素:
(1)保溫材料中含有氯化物、氟化物和硫化物等有害的腐蝕性成分;
(2)保溫材料多為孔結構,有吸附和吸水能力。
防腐策略
在工藝裝置中,腐蝕類型多種多樣,通過腐蝕檢查后,可以結合以下的防腐策略對設備的腐蝕情況進行監管:
①原油調控
②加強助劑使用工作
③有效控制注水量,改善注水水質
④加強表面處理施工質量管理
⑤建立腐蝕監測體系,加強監測數據管理
⑥建立腐蝕失效分析案例庫
01
工藝防腐策略
工藝防腐是解決設備腐蝕的根本方法,是從源頭上降低和控制腐蝕,而且是眾多防護方法中最為有效的一種。通過合理控制工藝參數,使裝置的整體腐蝕狀況處于可控的范圍之內。
首先,加強“一脫三注”技術,即原油脫鹽,揮發線注氨、注緩蝕劑、注水。
展開 焦爐煤氣脫硫技術路線、現狀及五種工藝對比
焦爐煤氣中的硫化物是一種有害物質,若不對其進行脫除,不僅會腐蝕生產設備,而且會帶來環境污染,因此焦爐煤氣在使用前必須進行脫硫處理。本文對目前國內應用較多的焦爐煤氣脫硫技術方案進行介紹,包括PDS法、HPF法、改良ADA法等。通過對這些脫硫工藝在脫硫效果、堿源、成本等方面進行比較,發現PDS法和HPF法因其脫硫效率高、不需要外加堿源、生產流程簡潔,被大多數企業所青睞,綜合效益最佳。
引言
煤在煉焦生產時一般72%~78%轉化為焦炭,22%~28%轉化為荒煤氣,干煤中含有質量分數為0.5%~1.2%的硫,其中有20%~30%的硫轉到荒煤氣中,形成有機和無機硫化物。而焦爐煤氣中,硫化氫的含硫量占總含硫量的90%以上。焦爐煤氣中的硫化氫是一種有害物質,它會對化學產品回收設備和煤氣輸送管道產生腐蝕。硫化氫含量高的焦爐煤氣用于煉鋼,會導致鋼的質量下降; 用于合成氨生產,會導致催化劑中毒失效和管道設備等腐蝕;用于工業和民用燃料,其燃燒所排放廢氣中的硫化物會污染環境,對人體健康造成危害。
因此,焦爐煤氣不論是用作工業原料還是城市燃氣都需要對其進行脫硫凈化。煤氣脫硫不僅可以改善煤氣質量,減輕設備腐蝕,還可以提高經濟效益。本文對目前企業中常用的焦爐煤氣脫硫方法進行分類介紹,主要對常用的一些濕式氧化脫硫法,包括PDS法、HPF法、改良ADA法等進行分析對比,說明各種工藝的優缺點。
1 焦爐煤氣脫硫方法
焦爐煤氣脫硫工藝發展至今已經有50余種。雖然工藝數量眾多,但是根據反應的接觸條件以及催化劑的種類的不同,總體上可以分為兩大類: 一類是干法脫硫; 另一類是濕法脫硫。
1.1 干法脫硫
干法脫硫是利用固體吸附劑,例如活性炭、氫氧化鐵等脫除煤氣中的硫化氫,使煤氣中硫化氫的含量達到1~2mg/m3。該工藝在脫硫反應中無液體存在,脫硫環境完全干燥。
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