高含硫天然氣凈化廠液硫池修復技術

譚 旎，丁 鴻

（中國石化達州天然氣凈化有限公司，四川達州635000）

高含硫天然氣凈化廠硫黃回收裝置均設置有液硫池，用于接收并緩存來自裝置上游的液體硫黃，在經過一定時間的停留脫氣后，將液硫中溶解的H2S脫除至質量分數0.001%以下，為硫黃成型單元輸送原料硫黃[1]。在長時間運行過程中，液硫池內部因高溫氧化、硫化腐蝕等造成的損壞越來越嚴重，其緩存和外輸液硫的功能受到了嚴重影響。為了保證硫黃回收裝置長期平穩運行，需要在裝置檢修期間對受損液硫池進行修復。某高含硫天然氣凈化廠A聯合裝置檢修期間發現液硫池受損后進行了修復，筆者對液硫池修復過程中采用的相關技術進行總結梳理，以期為同類裝置的液硫池修復提供參考。

1 液硫池結構概述

某高含硫天然氣凈化廠硫黃回收裝置液硫池由3個分區組成，包括第一脫氣區、第二脫氣區以及產品區。分區之間由內部隔墻隔開，整個池底自第一脫氣區至產品區有1%向下的坡度[2]。來自各級硫冷凝器的液硫首先由重力自流至第一脫氣區，停留一段時間并脫除H2S后，通過分區隔墻和池頂的空隙溢流至第二脫氣區，再次停留脫氣后溢流至產品區，最終由液硫外輸泵輸送至硫黃成型單元[3]。液硫池結構示意見圖1。

圖1 液硫池結構示意

由于液硫具有高溫和腐蝕性的特點，砌筑液硫池需要采用耐高溫及防腐蝕的建筑材料。該高含硫天然氣凈化廠液硫池采用硅酸鹽混凝土整體澆注，在混凝土內側砌筑一道由兩層耐酸磚組成的耐酸墻，最后采用耐高溫防腐結構膠泥及無蠟玻璃纖維布涂覆于耐酸墻內壁，最終實現液硫池耐高溫防腐蝕的目的。

2 液硫池受損分析

由于液硫儲存和輸送溫度在130～160 ℃，且具有一定的腐蝕性，液硫池內壁長期與液硫接觸，其內部防腐結構會逐漸老化破損[4]，該廠歷次檢修均發現各個液硫池存在不同程度的防腐層脫落、耐酸磚砌體損壞等問題。如果不對受損的液硫池進行修復，破損脫落的防腐層會堵塞液硫外輸泵，導致液硫無法正常外輸，嚴重時可能直接導致裝置停機檢修；此外，液硫可能會通過液硫池受損部位滲入地下，污染環境。因此，了解和分析液硫池受損情況，并采取相應的修復措施，是保證硫黃回收裝置長期安全運行的關鍵。

A聯合裝置液硫池受損情況主要包括：①液硫池內壁及池頂的防腐結構膠泥和玻璃纖維布嚴重破損（見圖2）；②液硫池內部隔墻耐酸磚砌體發生部分坍塌和移位（見圖3）；③液硫池底部伴熱盤管發生不同程度的腐蝕減薄。

圖2 防腐結構膠泥和玻璃纖維布受損

圖3 耐酸磚砌體受損

3 液硫池修復技術

3.1 拆除池頂鋼筋混凝土蓋板

施工人員要進入液硫池內部，首選需要拆除液硫池第一、二脫氣區及產品區入口處的鋼筋混凝土蓋板（1 200 mm×1 000 mm×200 mm），并在入口處搭設護欄，系掛安全繩，設置受限空間警示牌。

拆除鋼筋混凝土蓋板時存在受限空間內部可燃物質發生爆炸的風險，需要注意：①作業前應對液硫池內部進行空氣取樣，確認H2S、CO等易燃易爆氣體達標；②作業時應采用防爆工具，并用水管進行噴淋，防止產生火花導致爆炸。

3.2 清理液硫池內部殘存硫黃

液硫池進行修復作業前，首先要將內部殘存的硫黃清理干凈，包括池頂、池壁及池底的硫黃。池底的積硫由于凝固固化，需要施工人員采用防爆工具配合作業，清理至伴熱盤管全部露出為止。清理出的硫黃裝袋后轉運至檢修危廢處理區域，最后統一進行篩分處理。

液硫池內部清理硫黃屬于受限空間作業，作業過程中會產生較多的硫黃粉塵，存在粉塵爆炸的風險，需要注意：①作業前應對液硫池內部進行空氣取樣，確認合格后方可進入施工；②作業前應接入水管將液硫池內部硫黃淋濕，最大程度避免清理過程中產生硫黃粉塵；③作業過程中向液硫池內部通入工廠風，并在入口處架設軸流風機進行通風置換；④當液硫池內部的硫黃粉塵濃度較大時，施工人員應立即停止作業并撤出液硫池，通風置換合格后方可再次進入施工。

3.3 清除液硫池內部原防腐層

液硫池內部硫黃清理完畢后，要對池壁和池頂的原受損防腐層進行整體清除。首先，人工用鏟刀將原防腐層的FHW62耐高溫防腐結構膠泥和無蠟玻璃纖維布進行局部鏟除；然后，采用噴砂方式對池壁及池頂進行整體清理，直至池壁露出耐酸磚墻面，池頂露出鋼筋混凝土面；最后，清理出的廢棄物轉運至檢修危廢處理區域進行統一處理。

在對防腐層進行噴砂清理作業時，液硫池內部會產生大量的砂塵，需要注意：①噴砂作業時，施工人員要全程佩戴空氣呼吸機進行操作；②噴砂過程中要加強通風置換，并采用噴淋方式進行降塵；③液硫池入口處應搭設防護棚，防止砂塵逸散污染周圍環境；④噴砂作業應錯開現場施工高峰時間，避免產生的砂塵影響周邊施工區域。

3.4 拆除并新建受損耐酸磚墻體

液硫池內部受損的耐酸磚墻體均為分區隔墻的耐酸磚砌體，施工人員對受損墻體進行了整體拆除和新建。首先，施工人員采用防爆工具對受損的耐酸磚墻體進行整體拆除，清理出的舊磚人工轉運至檢修危廢處理區域統一堆放；然后，將新購置的NGZ特種高鋁耐酸磚（230 mm×113 mm×65 mm）以及NGZ特種高鋁耐酸膠泥轉運至液硫池內部，新墻砌體要求粘接牢固，不能有疏松、裂縫和起鼓現象；最后，用鏟刀將砌筑部位殘存的砂漿、雜物等清除干凈。

3.5 新建防腐層

“一底三布四涂”防腐層的新建是液硫池修復最為重要的步驟之一，防腐層的質量決定了液硫池耐高溫和防腐蝕的性能，是保證液硫池平穩高效運行的關鍵。防腐層的新建要在液硫池池壁和池頂的表面進行，其施工工藝和要求為：①首先用FHW62-1結構膠泥對池壁和池頂表面的蜂孔進行填補和找平，找平后刮涂一層厚度不小于2.0 mm的膠泥并養護24 h；②用FHW62結構膠泥涂刷并立即縱向壓貼一層無蠟玻璃纖維布，膠層厚度為0.12～0.15 mm，養護24 h；③用FHW62結構膠泥涂刷并立即橫向壓貼一層無蠟玻璃纖維布，膠層厚度為0.15～0.20 mm，養護24 h；④用FHW62結構膠泥涂刷并立即縱向壓貼一層無蠟玻璃纖維布，膠層厚度1.0～1.2 mm，養護48 h；⑤最后用FHW62結構膠泥涂刷一層，膠層厚度為0.12～0.15 mm，養護4 d即可。

在新建“一底三布四涂”防腐層時，需要注意無蠟玻璃纖維布的搭接應不小于150 mm。每一層涂層涂刷完畢后，要對防腐層的涂裝質量進行檢查驗收，主要檢查涂層有無漏涂、氣泡、流掛、空鼓、露白等現象。經過嚴格質量把關后，新建的防腐層應做到結構平整，厚度均勻。

3.6 更換液硫池底伴熱盤管

液硫池三個分區底部均有4組蛇形伴熱盤管，主要用于保障開停工過程中液硫的流動性。然而在長期運行過程中，由于高溫氧化、硫化腐蝕等因素對伴熱盤管造成的腐蝕減薄越來越嚴重，因此檢修時需要拆除原來的伴熱盤管，并焊接新的伴熱盤管。施工人員在切除舊的伴熱盤管時，應事先接入水管將盤管周圍殘存的固體硫黃淋濕，防止切割過程中產生的火花引燃硫黃，同時還應在作業區域配備充足的滅火器。新盤管的焊接安裝同樣要做好消防防范措施。

4 結語

液硫池作為重要的液體硫黃緩存設施，其內部的耐高溫防腐蝕材料受到損壞會嚴重影響硫黃回收裝置的長期平穩運行。在對液硫池進行修復的過程中，應嚴格按照規范操作，在確保安全施工的情況下保證液硫池的耐高溫和防腐蝕性能。