天然氣凈化裝置腐蝕行為與防護

范明洋(大慶油田有限責任公司天然氣分公司, 黑龍江 大慶 163000)

天然氣凈化裝置腐蝕行為與防護

范明洋(大慶油田有限責任公司天然氣分公司, 黑龍江 大慶 163000)

天然氣凈化裝置運行過程中，由于受到含硫天然氣的影響，而極易使裝置內壁遭受腐蝕。內腐蝕會導致裝置厚壁逐漸減薄，極易使裝置出現穿孔、破裂等問題，從而造成天然氣泄漏事故，不僅嚴重威脅著天然氣凈化裝置的安全、穩定運行，還會造成一定的環境污染。本文筆者主要對天然氣凈化裝置腐蝕行為的原因及相關影響因素進行了分析，并以此為根據，提出了幾點防護措施，以供參考。

天然氣凈化裝置；腐蝕行為；防護

由于長期以來受到含硫天然氣中水汽及二氧化碳、硫化氫等酸性氣體的影響，天然氣凈化裝置內壁的腐蝕現象越來越突出，不僅嚴重影響著天然氣凈化裝置的安全生產，也容易造成環境污染。通過進行分析發現，天然氣凈化裝置腐蝕問題與溫度、溶解酸氣負荷以及降解產物等因素存在著密切的關聯。

1 天然氣凈化裝置腐蝕機理及影響因素

影響天然氣凈化裝置腐蝕行為的因素相對來說較多，一般情況下，天然氣凈化裝置的腐蝕程度，隨著腐蝕環境溫度、所處理原料氣中及二氧化碳與硫化氫等酸性氣體濃度的增加而增加，與此同時，熱穩定性鹽也對裝置的腐蝕嚴重程度起著一定的影響[1]。

1.1 天然氣凈化裝置的腐蝕機理

二氧化碳與硫化氫等酸性氣體對天然氣凈化裝置的腐蝕形態包括局部腐蝕、全面腐蝕、氫致開裂以及應力腐蝕開裂。在存在游離水的情況下，硫化氫與管壁發生反應，將會直接導致金屬的缺失，從而導致裝置失效。與此同時，裝置中所存在的水溶性化學處理劑，如胺液、甲醇、乙二醇以及水等，也會使得上述電化學反應在一定程度加劇。

1.2 天然氣凈化裝置腐蝕的影響因素

第一，溫度的影響。當環境溫度在水露點以下的時候，天然氣凈化裝置的管壁上就會出現積液現象，從而大大增加了天然氣凈化裝置的腐蝕發生概率。與此相對應的是，溫度升高的時候，在其他條件相同的情況下，腐蝕反應速率會逐漸加快。基于這樣的原因，實際運行過程中，其溫度應控制在10～28℃之間，在20℃的時候，天然氣凈化裝置對應力腐蝕的敏感程度越強[2]。第二，溶解酸氣負荷的影響。相關研究表明，溶解酸氣負荷趨于降低狀態下的時候，溶液的泡沫高度會出現一定的下降，然而，溶液消泡時間會出現明顯的縮短。所以說，溶解酸氣負荷過高，會給發泡趨勢造成明顯的影響，因此，必須適當降低溶解酸氣負荷，以緩解天然氣凈化裝置的攔液程度。第三，降解產物的影響。在高溫狀態下，氧、二氧化碳以及其他有機化合物會出現化學反應，導致其中的活性成分丟失，進而生成有害物質。與此同時，溶液中存在的降解產物也會加劇天然氣凈化裝置的腐蝕。

2 天然氣凈化裝置腐蝕問題的防護措施

2.1 利用DG-ICDA技術開展腐蝕性評價

在天然氣凈化裝置的內部利用DG-ICDA技術檢查其所存在的積液位置，之后便可以以此為基礎推斷裝置的整體完整性[3]。DG-ICDA技術主要分為三個階段：第一，預評價階段。主要是搜集天然氣凈化裝置的歷史數據、當前數據，如設計材料、設計圖紙、運行維護記錄以及腐蝕發生情況等，以此為根據，對風險進行綜合評估、分析、量化，并開展可行性分析，最終進行分區；第二，間接評價階段。通過進行ICDA計算以及天然氣流動模擬實驗，來推斷天然氣凈化裝置內壁有可能會發生腐蝕的部位。實際進行間接評價的時候，想要搜集天然氣凈化裝置的相關資料，開展多相流計算，之后得出積液最大臨界角度，最終繪制傾角分布圖、高程剖面圖，將繪制的圖與多相流計算結果對比之后，就可以推斷出有可能出現腐蝕的位置及其相關參數；第三，后評價階段。主要是對ICDA計算結果的有效性進行評價，若在天然氣凈化裝置的任意一個位置均可以發現大面積腐蝕，那么就說明ICDA計算無效，需要按照相關模型，并確定評價的時間間隔之后，才能重新估計腐蝕位置。

2.2 應用緩蝕劑

對于天然氣凈化裝置來說，緩蝕劑主要利用的是電化學、成膜以及吸附等原理發揮作用，目前較為常用的緩蝕劑包括碳、氯原子構成的非極性基團以及含氮原子、磷原子、硫原子、氧原子等的極性基團，這些緩蝕劑主要是通過化學鍵的形式與天然氣凈化裝置的金屬表面實現結合。但是，緩蝕劑本身具有高危害性、高毒性，因此新型、高效、綠色緩蝕劑的開發與應用是目前的研究重點。

2.3 內涂層防腐

利用涂層防護技術，有利于降低天然氣凈化裝置內壁的磨阻，提高其光潔度，從而可以提高氣體的輸送效率，也可以隔絕腐蝕介質與裝置內壁的接觸。內涂層主要包括無機涂層、有機涂層，相比較于無機涂層，如陶瓷涂層、耐腐蝕金屬涂層等，有機涂層操作工藝簡便、價格低廉、自動化處理程度較高，因此無機涂層的應用更為廣泛。

3 結語

綜上所述，天然氣凈化裝置運行過程中，由于受到水汽及二氧化碳、硫化氫等酸性氣體的影響，而極易發生腐蝕，因此，必須加強對天然氣凈化裝置腐蝕行為與防護措施的重視與研究力度。

[1]李岳祥,李文秀,劉鑫,羅澤松.天然氣凈化裝置腐蝕因素定量分析與防護措施[J].油氣田地面工程,2015,12:80-82.

[2]曾德智,商劍峰,龍德才,劉元直,王團亮.高含硫天然氣凈化廠腐蝕規律研究[J].西南石油大學學報(自然科學版),2014,06:135-142.

[3]王心敏,劉建民,夏勇,許勇,裴廷剛,徐東曉.天然氣凈化設備腐蝕狀況評估方法應用分析[J].石油化工應用,2015,03:108-111.

范明洋(1989-)，男,河南駐馬店人,本科,主要從事天然氣凈化廠生產工藝工作 。