关于焦炉煤气络合铁脱硫易产生腐蚀和堵塔问题的分析

一、关于腐蚀

    关于腐蚀问题，首先焦炉煤气HPF脱硫装置运行无论采用何种催化剂都存在腐蚀，以副盐、硫造成的化学腐蚀为主。络合铁催化剂在HPF装置上应用，人们担心的腐蚀，其实主要是游离铁对碳钢设备可能造成的电化学腐蚀（对不锈钢无），而络合铁本身不会对碳钢设备造成电化学腐蚀。

    络合铁产生电化学腐蚀主要是由于催化剂不稳定，导致络合铁中部分铁游离出来，呈铁离子或氢氧化铁胶体状态后，对碳钢设备造成的电化学腐蚀。早期络合铁催化剂采用固体粉末+液体两种进行现场复配使用，受配比和操作的影响，其稳定性偏低，因此出现较多因使用络合铁催化剂而造成严重腐蚀的案例。

    目前，国力通GLT络合铁催化剂已经升级到第五代催化剂，该型号催化剂为一种全液体形式催化剂，在生产时就直接使铁与络合剂配比好反应使其更好的络合，不再现场临时进行调配，其稳定性能远超传统的络合铁催化剂。该型催化剂在HPF装置上应用超过两年，具有良好的抗腐蚀性。

二、关于堵塔

    络合铁在HPF脱硫装置上应用，堵塔现象很普遍，也是各企业最为担心之处。造成堵塔除常规原因外，主要有两方面原因：

    一是催化剂浓度设计不合理，络合铁浓度需要根据装置硫容量来设计，并非所有装置都是一致性的。特别是络合铁浓度大大高于设计浓度时，很容易在脱硫塔内形成S8，而造成堵塔。

    二是部分装置需要针对络合铁进行适配性改造，特别是对于两级串联脱硫的装置。两级串联脱硫装置的特点是第一级脱硫塔吸收负荷达到90%以上，第二级不足10%，采用络合铁脱硫后效率更高，两级脱硫之间负荷的差异将更大。此时由于两级脱硫液同属一个体系，对于第二级脱硫而言必然存在上述“一”中所述催化剂浓度高于设计值的情况，同时由于二级负荷小，其再生后贫液中携氧较多，这两方面原因都容易导致脱硫塔内S（溶胶）容易转化为S8。这也是两级串联脱硫装置往往第二级塔容易堵的原因。

    除上述两方面原因外，部分络合铁在应用过程中没有关注系统盐、油、硫的累计问题，进而导致系统物料不平衡，脱硫密度、粘度增大，造成阻塞。

    因此，络合铁催化剂在HPF装置上应用，一方面是要根据装置处理负荷和装置能力合理的设计催化剂浓度，而不是千篇一律；另一方面是根据装置特点，按需进行必要的改造，毕竟HPF装置并非是依据络合铁来设计的。最后，无论怎么运行，必须确保系统达到物料平衡状态。

1、电化学腐蚀：
原因：当络合铁催化剂不稳定时，铁离子会游离出来，与碱性溶液结合生成氢氧化铁胶体。这些胶体附着在碳钢设备表面，与碳形成原电池效应，导致电化学腐蚀。
影响：电化学腐蚀通常比化学腐蚀更为严重，因为它涉及金属表面的电子转移，加速了金属的氧化过程，导致设备器壁逐渐变薄，最终出现泄漏问题。
2、酸性气体腐蚀：
原因：焦炉煤气中除了含有硫化氢外，还含有二氧化碳、氰化氢等酸性气体。这些气体在脱硫过程中与脱硫液接触，产生酸性腐蚀。
影响：酸性腐蚀会降低设备的强度和韧性，甚至导致材料内部产生微裂纹，使钢材变脆，增加设备泄漏的风险。
3、氯离子腐蚀：
原因：脱硫液中的氯离子主要来源于脱硫所用的水。如果脱硫液长期闭路循环，且补水来源中含有大量氯离子，就会导致脱硫液中氯离子严重超标。
影响：氯离子对不锈钢设备具有强烈的腐蚀性，会破坏不锈钢表面的钝化膜，导致点蚀或缝隙腐蚀。
4、催化剂不稳定导致的腐蚀：
原因：部分络合铁催化剂稳定性不足，容易失活。失活的催化剂中的金属离子可能游离出来，与脱硫液中的其他成分反应，生成具有腐蚀性的物质。
影响：这类腐蚀通常难以预测和控制，会加速设备的损坏和老化。