探究天然氣凈化廠脫硫系統(tǒng)防腐措施

劉兵(西南油氣分公司元壩凈化廠，四川 蒼溪 628400)

在天然氣凈化處理過程中，由于醇胺方法操作起來比較安全可靠，而且對環(huán)境造成的污染也較小，所以該方法得到了廣泛的應(yīng)用。但是醇胺法這種脫硫方法會造成嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕問題，不但對脫硫裝置長時(shí)間的運(yùn)作造成了一定的影響，同時(shí)容易引發(fā)安全事故。由于在醇胺法脫硫裝置中存在多種腐蝕介質(zhì)，在不同的裝置位置上發(fā)生腐蝕的狀態(tài)也較為復(fù)雜，所以應(yīng)該采取科學(xué)化的綜合防護(hù)措施來降低腐蝕。

1 造成管線和設(shè)備腐蝕的相關(guān)因素

1.1 溫度的影響

由于CO2與H2S的存在，導(dǎo)致溫度對腐蝕狀況造成較為明顯的影響。當(dāng)溫度比較低時(shí)，那么無論是氣相還是液相其腐蝕的速率都不大，當(dāng)溫度升高后，腐蝕的速率也就會隨之提升。

1.2 熱穩(wěn)定性鹽的影響

即使MDEA其抗降解的能力很強(qiáng)，但在長時(shí)間的運(yùn)行過程中，依然會產(chǎn)生相應(yīng)的降解產(chǎn)物，當(dāng)產(chǎn)生降解產(chǎn)物之后，其腐蝕速率會有不同程度的增加。

1.3 溶液酸氣負(fù)荷的影響

當(dāng)溫度保持不變時(shí)，由于溶液酸氣負(fù)荷的不斷加大，也就是說在溶液中的CO2與H2S含量在不斷上漲，這時(shí)液相與氣相其腐蝕速率就會相應(yīng)的提高，這種溶液酸氣負(fù)荷就會相應(yīng)的使設(shè)備更加快速的受到腐蝕。

2 設(shè)備腐蝕原因分析

2.1 吸收塔

由于天然氣凈化廠所選用的脫硫裝置是雙吸收的板式塔，而在處理含硫高的天然氣過程中，吸收塔其腐蝕速度并沒有再生塔快，原因就在于吸收塔的內(nèi)部溫度沒有再生塔高，所以其產(chǎn)生的電化學(xué)的腐蝕速率就比較低。在吸收塔里，下部氣體與溶液當(dāng)中所含有的CO2和H2S都比上部氣體和溶液中的含量要高很多，也就是說下部溶液當(dāng)中的酸氣負(fù)荷比上部溶液當(dāng)中的要高一些。所以我們在對吸收塔進(jìn)行考察時(shí)會發(fā)現(xiàn)，下部腐蝕的速度更快，尤其是在處理含硫高的天然氣的吸收塔當(dāng)中，其下部所含溶液溫度往往會比上部的要高，因此在吸收塔中與溶液相接觸的部分，會受到更加嚴(yán)重的腐蝕。

2.2 重沸器

由于受到沸騰的影響，重沸器的器壁和管束都很容易遭到腐蝕。就復(fù)式的重沸器來講，它更容易在重沸器液面上產(chǎn)生嚴(yán)重的坑形狀的腐蝕現(xiàn)象。此外，假如再生蒸汽當(dāng)中含有較多的氧，那么很容易造成氧腐蝕。同時(shí)，選擇不恰當(dāng)?shù)牟牧弦彩鞘怪胤衅鞴苁任恢冒l(fā)生嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象的一個(gè)主要原因。

3 降低脫硫系統(tǒng)的有效防腐措施

3.1 材料選擇

含硫量高的天然氣凈化廠中選擇脫硫系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備時(shí)應(yīng)參照ISO15156 NACE MR0175等相觀標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而嚴(yán)格的對材料進(jìn)行選擇和挑取。對于某些含硫量高的天然氣凈化廠，吸收塔、再生塔和重沸器等主要設(shè)備可采用20R等低碳鋼或低合金鋼。但在一些易發(fā)生腐蝕的部位,如重沸器管束、重沸器酸氣返回線、半貧液管線以及吸收塔和再生塔塔盤等應(yīng)采用不銹鋼,這樣可以延長開工周期和裝置壽命,減少維修費(fèi)用。

3.2 設(shè)備加工制造

對于那些處理含硫天然氣的相關(guān)設(shè)備而言，對其在加工過程中的熱處理與焊接等方面都有著比較特殊的要求，即當(dāng)設(shè)備制造完成后應(yīng)對整體進(jìn)行應(yīng)力去除熱處理，經(jīng)過熱處理之后的設(shè)備不可以再動焊，如果動焊就應(yīng)該提前考慮局部的熱處理措施。為了使焊縫的質(zhì)量得到保證，避免未焊透引起焊縫斷面的缺口,使受載面積發(fā)生突然變化,致使焊縫局部集中應(yīng)力。當(dāng)焊接殼體的縱環(huán)焊縫時(shí)，如果是雙面焊，那么應(yīng)該將焊縫的背面清根，而如果焊縫只能夠進(jìn)行單面焊接時(shí)，第一遍焊縫時(shí)可以選用能夠使焊縫完全焊透的焊接方法。對于焊后的設(shè)備還應(yīng)該選擇超聲波探傷等相應(yīng)的技術(shù)對其進(jìn)行必要的檢查。另外，當(dāng)管線或設(shè)備在經(jīng)過應(yīng)力去除的熱處理后，還應(yīng)該檢測焊縫的硬度，焊縫的硬度HB不應(yīng)超過200。

3.3 控制再生溫度

再生塔底部重沸器的溫度是表明酸氣解析是否徹底的重要因素,但是溫度也是加速腐蝕的原因。在實(shí)際操作中，為盡可能地降低胺液中殘留的酸氣,應(yīng)該增加汽提蒸汽的量,而不是通過提升蒸汽壓力來提高再生溫度。為了有效降低電化學(xué)腐蝕，應(yīng)選用0.3-0.4MPa的低壓蒸汽作為重沸器熱源。同時(shí)，還要定期的對重沸器管束等與高溫醇胺溶液相接觸的部位進(jìn)行合理維護(hù)，確保將管壁上的沉積物和繡皮等完全清除掉，防止垢下腐蝕與點(diǎn)蝕的現(xiàn)象發(fā)生。

3.4 定期抽查檢驗(yàn)溶液

醇胺脫硫溶液在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生一定量的降解產(chǎn)物和熱穩(wěn)定性鹽，加大了對設(shè)備與管線的腐蝕。所以應(yīng)該定期的對溶液進(jìn)行抽查檢驗(yàn)來確定溶液里降解產(chǎn)物與熱穩(wěn)定性鹽的積累狀況，一旦發(fā)現(xiàn)二者累積量過多，就應(yīng)該加大對溶液的過濾量，以便降低溶液對設(shè)備和管線的腐蝕。

4 結(jié)語

總之，為了減少天然氣凈化廠醇胺脫硫溶液對設(shè)備與管線造成的腐蝕，不但要合理科學(xué)的選擇相關(guān)材料，同時(shí)還要對酸氣負(fù)荷在溶液中的濃度進(jìn)行控制，對再生的溫度進(jìn)行有效控制。此外，還要對溶液定期進(jìn)行抽查檢驗(yàn)，并采取其他的有效措施防止和降低腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。

[1]李峰,孫剛,張強(qiáng),龍杰.天然氣凈化裝置腐蝕行為與防護(hù)[J].天然氣工業(yè)，2009(03).

[2]蔡培,王樹立,趙會軍.天然氣脫硫工藝的研究與發(fā)展[J].管道技術(shù)與設(shè)備，2008(04).