前言

目前，在以传统PDS类为催化剂的焦炉煤气湿法氧化脱硫系统中，脱硫塔、再生塔等设备材质主要以碳钢为主，然而随着络合铁催化剂的替换使用，虽在脱硫净化度、脱硫效果稳定性以及副盐控制方面有着较大的优势，但不少装置也暴露出腐蚀状况较为严重的问题，甚至有出现塔等设备穿孔的情况，使得装置的连续稳定、安全地运行收到很大的挑战。

【资料图】

针对焦化行业络合铁脱硫剂对碳钢腐蚀的问题，武汉国力通成立络合铁脱硫缓蚀剂攻关小组，以焦化企业正在使用的络合铁脱硫液为实验对象，经过几个月昼夜不停地筛选脱硫缓蚀剂，开发出了一种新型高效低成本、低消耗量的复合型多功能络合铁脱硫缓蚀剂—GLT-101A。

该缓蚀剂不仅包含多种变价金属、还包含N、S、P等杂原子多苯环有机物，可在设备表面形成更稳定的铁氧化物膜，减小腐蚀电流，增大极化阻力，通过增厚设备表面的氧化膜来减缓点蚀的程度。

脱硫液生成的硫化物不易在此部位沉积形成点蚀，防止Fe3+直接与设备表面直接接触，能够有效降低络合铁脱硫液对设备内部的腐蚀；

该缓蚀剂也可使细菌中的蛋白质变性，杀掉脱硫液内食铁、食硫的假单胞杆菌、硫酸杆菌、铁杆菌，减少络合铁体系中铁的损耗保证脱硫液的稳定性。

实验部分

实验仪器和设备：

碳钢试片：冷却水化学处理标准腐蚀试片，

材质：A3，

型号：Ⅰ型，

尺寸：50*25*2mm，

表面积：28cm2，

试片标准：HG5-1526-1983，

厂家：扬州科力环保设备有限公司；

磁力搅拌器，水浴锅，工业络合铁脱硫液：500ml，

温度：40度，挂片时间：7天

新挂片处理（密封包装的标准挂片）：

（1）将新挂片浸入无水乙醇中用脱脂棉擦洗2遍；

（2）然后再移入清洁的无水乙醇中浸泡片刻；

（3）置于干净滤纸上，冷风吹干；

（4）用滤纸包好，置于干燥器中，24小时后称重待用（称重精准到0.0001g，并记录挂片号）

用后挂片处理：

（1）将用后的挂片小心取出，观察记录表面状况后再处理；

（2）对腐蚀沉积不明显的，用绘图橡皮檫擦拭，使其露出金属本色，然后侵入无水乙醇中用脱脂棉擦洗两遍，再侵入清洁的无水乙醇中浸泡片刻，取出；置于干净滤纸上，冷风吹干，用滤纸包好，置于干燥器中，24小时后称重精准到0.0001g并记录挂片号，得出失重，计算腐蚀率；

（3）对腐蚀沉积物较多的挂片，先用化学清洗法除去腐蚀产物，常用化学清洗剂的配制及说明如表所示：

化学清洗后的挂片应立即浸入5%的氢氧化钠溶液中钝化片刻，取出后浸入清洁的无水乙醇中，用滤纸擦干，然后用绘图橡皮擦拭，露出金属本色，后处理步骤同上述实验步骤。

缓蚀剂性能评价方法-【静态失重法】：

将添加或者未添加缓蚀剂的脱硫液置于控制水浴中，加热至给定温度（设定为40℃）并恒温7天，开始腐蚀试验。通过腐蚀前后的失重计算试片的腐蚀速率以及缓释率。其中腐蚀速率计算公式如下：

以mm/a表示的腐蚀率X1按下列公式计算：

式中：

X1—腐蚀速率，mm/a；

W—试验前的试片质量，g W0—试验后的试片质量，g S—试片的表面积，cm2

D—试片的密度，Kg/m3

T—试片的实验时间，h

实验结果

工业化脱硫液组分分析：

从上表3-1可以看出，脱硫液中硫酸根和硫氰酸根的浓度非常高，估计对碳钢的腐蚀比较严重。

脱硫液腐蚀成分对碳钢金属腐蚀的影响：

根据上述分析结果可知，工业化脱硫液体系实际为低浓度硫代硫酸铵、高浓度硫酸铵和高浓度硫氰酸铵体系。为了探索脱硫液中哪一组分是主要腐蚀来源，本实验首先研究单一的络合铁体系的腐蚀情况，然后再在体系中加入其他适当腐蚀性组分，考察各腐蚀组分对腐蚀速率的影响。

从上表3.2可以看出，单一的络合铁脱硫剂腐蚀速率较低，挂片表面也是光亮的，基本上没什么腐蚀；单一的硫酸钠、硫氰酸钠或者硫代硫酸钠的腐蚀性相对要高些，碳钢表面都是黑色的，基本上都有斑点腐蚀；络合铁与硫代硫酸钠、硫酸钠或者硫氰酸钠相复配，腐蚀速率明显高得多，尤其是络合铁与硫氰酸钠相结合，腐蚀速率高达13mm/a，可能原因是铁离子在腐蚀过程中起到了催化作用，导致腐蚀加剧。

pH值对工业化脱硫液腐蚀速率的影响：

实验中选取A3碳钢作为缓蚀剂筛选的实验材质，以工业化脱硫液（2022-7-12）为腐蚀介质，调节脱硫液的pH值。

从上表3-3可以看出，随着脱硫液pH值的增加，腐蚀速率逐渐降低，尤其是pH大于9，脱硫液表面基本上是光亮的，腐蚀速率很低；这说明脱硫液的腐蚀来源主要是以析氢腐蚀为主。

通空气再生对脱硫液腐蚀的影响：

从上表3-4可以看出，通空气将脱硫液再生完全后，腐蚀速率降低比较明显，可能原因是脱硫富液中存在少量HS-对碳钢有腐蚀作用。

脱硫液中单元缓蚀剂的筛选：

实验中选取A3碳钢作为缓蚀剂筛选的实验材质，以工业化脱硫液（2022-8-30）为腐蚀介质，筛选缓蚀剂，下表中各缓蚀剂的浓度均为2000ppm。

从上表3-5可以看出，亚硝酸钠、三乙醇胺、咪唑啉缓蚀剂、乌洛托品和硫脲对工业化脱硫液有一定的缓蚀作用，其中咪唑啉缓蚀剂的缓蚀作用最好，缓蚀率达到40.64%，乌洛托品次之，硫脲的效果稍微差点；但是整体上来看，这几种缓蚀剂的缓蚀效果均不太理想，需要继续筛选更为合适的缓蚀剂。

高效脱硫缓蚀剂—【GLT-101A】：

针对上述常用的缓蚀剂用量高、缓蚀效果差等问题，武汉国力通开发的新型高效缓蚀剂—GLT-101A。

该缓蚀剂不仅包含多种变价金属、还包含N、S、P等杂原子多苯环有机物，可在设备表面形成更稳定的铁氧化物膜，减小腐蚀电流，增大极化阻力，通过增厚设备表面的氧化膜来减缓点蚀的程度，脱硫液生成的硫化物不易在此部位沉积形成点蚀，防止Fe3+直接与设备表面直接接触，能够有效降低络合铁脱硫液对设备内部的腐蚀；该缓蚀剂也可使细菌中的蛋白质变性，杀掉脱硫液内食铁、食硫的假单胞杆菌、硫酸杆菌、铁杆菌，减少络合铁体系中铁的损耗保证脱硫液的稳定性。

该高效复配性缓蚀剂对高含量副盐的焦炉煤气络合铁脱硫液有着显著的抑制腐蚀的效果，对比常见的亚硝酸钠、咪唑啉类等缓蚀剂，抗腐蚀效果明显更优、且安全无毒环保，既可以复配在络合铁催化剂中使用，也可以单独添加使用。具体的缓蚀剂实验结果如下表3-6。

从上表3-6可以明显看出，GLT-101A型缓蚀剂对碳钢的缓蚀效果非常好，即使GLT-101A型缓蚀剂的加量为200ppm时，缓蚀效果也可以达到48.41%，缓蚀效果显著，远远高于咪唑啉缓蚀剂、亚硝酸钠以及乌洛托品等常用缓蚀剂的缓蚀效果。

工业化腐蚀挂片实验：

为验证GLT-101A型高效缓蚀剂的效果，某焦化厂焦炉煤气络合铁脱硫装置复配使用浓度为500ppm的高效缓蚀剂，将A3碳钢挂片悬挂于富液槽中，在长达7天的实验后，取出挂片，对于缓蚀剂使用前后的A3碳钢的腐蚀速率，结果如下表3-7所示。

实际工业运行使用结果表明，GLT-101A可有效防止高副盐含量的焦炉煤气络合铁脱硫液的腐蚀，保证了脱硫系统的长期、安全稳定地运行。

结论

GLT-101A型缓蚀剂对高副盐含量的焦炉煤气络合铁脱硫液具有非常优异的延缓腐蚀的效果，不仅用量少、成本低、环保无毒，还能保证脱硫系统长期、安全稳定的运行。