关键词：脱气塔 腐蚀 硫磺
1.装置简介
中石化股份天津分公司2#硫磺回收装置由硫磺回收部分（双系列，分别为硫磺回收I、硫磺回收II）、尾气处理部分、溶剂再生部分和公用工程共4个部分组成。其中液硫脱气系统由液硫池、液硫脱气塔系统、液硫及脱气空气换热、液硫泵、抽真空系统组成。其中，反应炉是硫磺回收装置的关键设备，作用为将酸性气与一定比例的空气燃烧，属于欠氧燃烧，只有大约1／3的 H2S燃烧生成SO2，并为后面的化学反应提供热量[1~2]。
正常生产时，离开各硫封器的液硫进入硫池（508-T-101）（地下）的未脱气隔间，未脱气的液硫经液硫脱气泵（508-P-104A/B）加压送至液硫脱气设施。液硫在液硫冷却器（508-E-108）冷却后进入液硫脱气塔（508-C-101）。在液硫脱气塔中，液硫与来自工厂管网的非净化压缩空气直接接触以脱除液硫中溶解的H2S。在离开液硫脱气塔的脱气空气中含有H2S，循环回酸性气燃烧炉进行处理。
2.催化剂脱落经过
2019年11月15日，中石化股份天津分公司2#硫磺装置脱气塔系统液硫管线堵塞，液硫无法进入脱气塔，车间管理人员第一时间做了排查分析原因。通过对液硫泵出口至入塔之间液硫管线伴热情况、液硫泵的运行情况、管线上的阀门等的排查，均未发现有异常情况。随后将排查方向转移脱气塔，并对脱气塔液硫入口单向阀处解口，发现有催化剂已经堵满液硫入口管线，塔内催化剂脱落，倒流至入口，确定堵塞原因为脱气塔内部催化剂掉落。
期间车间采取在液硫入塔处球阀前安装丝网，用丝网阻断塔内催化剂倒流措施，但未能成功，最终决定脱气塔停工检修。
3.液硫脱气原理与装填
脱气原理：液硫进入脱气塔后，脱气塔底部来自管网的非净化风接触，在催化剂作用下，氧气与将部分硫化氢反应生成二氧化硫，在风的作用下，将含硫气体带出脱气塔，由塔顶进入二列反应炉。
现填装方案：底部为格栅，格栅上部为8-10目的不锈钢丝网，丝网上部填装10cm高φ6的瓷球，在瓷球上装填2800毫米的LS-971催化剂，然后再装填100毫米φ10～φ12的惰性瓷球并耙平，然后在瓷球上铺设8-10目的不锈钢丝网并安装格栅。在格栅上部铺设8-10目的不锈钢丝网，装填100毫米φ5～φ6的惰性瓷球并耙平，然后在瓷球上铺设8-10目的不锈钢丝网并安装格栅。脱气塔内的装填方式如下图：
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图-1 脱气塔内部装填方式
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4.催化剂脱落原因分析
4.1螺栓腐蚀脱落
由装填图可知，格栅底部由两个支撑梁支撑，用螺栓固定，格栅与格栅之间用螺栓固定，丝网中部用螺栓固定，四周与塔壁支撑圈上的螺栓固定。螺栓根部与塔壁为焊接型式（满焊），发现有部分螺栓已经从塔壁脱落，有可能造成受力不均，丝网边缘处发生变形，出现缝隙，催化剂发生泄露。
图-2 塔底内部结构
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图-3 塔内部丝网图
4.2螺栓焊接处脱落原因
一是原设计塔壁螺栓与塔壁支撑之间的焊接为点焊，基本上是螺栓的上下左右四处点焊固定，因此存在牢固性差的缺点，经过长时间的运行发生脱落。
二是塔内介质为含硫化氢的硫磺，存在一定腐蚀性，加剧了塔壁螺栓脱落速度。
图-4 螺栓焊接处脱落图
图-5 螺栓脱落至塔底图
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5.采取措施
5.1焊接并固定
针对脱落的螺栓处，对其重新焊接，在与塔壁连接处，采取满焊的方式，螺栓四周完全固定。
5.2更改催化剂装填方案
技术人员及时与厂家沟通，将原装填方案做适当更改，在最底部增加13mm规格的瓷球，厚度10cm,防止催化剂顺着缝隙下落。此方案已咨询过设计院，增加13mm瓷球，不会有其他影响。
5.3保证施工质量
车间管理人员与现场监护人员要对装剂施工期间加强监控，保证施工质量，严格按照指定的装剂方案进行装剂，同时丝网边缘角度控制为120度左右，与塔壁紧密结合，防止丝网与塔壁之间出现空隙。两块丝网拼接处，增加固定措施。
6.结语
通过停工检修后，经过1个月的检修，液硫脱气塔已正常投用，液硫产品质量得到了保证。同时，在检修过程中页遇到了一些问题，比如由于锅底处有少量液硫残存，在液硫凝固后，对卸剂过程造成了一定困难，针对此问题，我们要更加精细操作，加强管理，以保证装置平稳地长周期运行。
7.建议措施
7.1与设备人员进行沟通，建议在大修期间将脱气塔内部更换格栅，更换为缝隙更小的格栅。
7.2进一步与设计院沟通，判断脱气塔是否可以改成填料形式，若不影响脱气效果，建议更换成填料，避免发生类似催化剂泄露事故，而且更换为填料形式有利于停工时的操作。
参考文献
[1]国家质量技术监督局．GB503 16—2O00工业金属管道设计规范[S]．北京：中国计划出版社，2008．
[2] ASME B31．3-008，Process Piping[S].
论文作者:杜君
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年1月第3期
论文发表时间:2020/4/22
标签：脱气论文; 螺栓论文; 催化剂论文; 硫磺论文; 格栅论文; 丝网论文; 塔内论文; 《工程管理前沿》2020年1月第3期论文;