天然氣脫碳系統腐蝕及胺液凈化技術研究解析

張峰

摘 要：基于天然氣脫碳系統腐蝕及胺液凈化技術進行研究，并以天然氣脫碳為核心，首先分析天然氣脫碳系統的運行現狀，然后闡述天然氣脫碳系統遭受腐蝕的原因，最后提出胺液凈化技術，目的在于有效降低設備腐蝕幾率，進而實現裝置的穩定運行。

關鍵詞：天然氣;脫碳系統;腐蝕;胺液凈化技術

在運用天然氣脫碳系統的時候，會出現胺液鐵離子含量升高的現象，甚至還會出現設備腐蝕或者是胺液顏色出現變化等問題。因此，為了能在實際生活中實現裝置的長期、穩定運行，就需要相關人員能對胺液的成分展開深入分析，并探索出天然氣脫碳系統腐蝕的問題，以及胺液凈化技術，從而提高天然氣脫碳系統的穩定性，降低遭受腐蝕的幾率。

1 天然氣脫碳系統的運行現狀

據目前天然氣脫碳系統運行現狀可看出，存有胺液中鐵離子含量上升和胺液顏色遭受污染等現象。首先，針對胺液中鐵離子含量上升進行分析。以海洋石油富島有限公司為例，該企業在運用天然氣脫碳系統時，在某天就出現了鐵離子質量濃度超出廠控指標（<50mg/L）的現象，該現象的產生不僅代表腐蝕問題的出現，更是在一定程度上威脅著設備的運行安全性能。一旦在運行的過程當中鐵離子含量升高到一定程度時，還會間接性影響溶液的化學特性，從而使得溶液當中含有大量其他的雜質，最終引發塔內填料堵塞問題，加大塔內阻力，進而給系統運行的穩定性造成了影響。與此同時，由于MDEA純溶液本身并不是具備腐蝕性，所以大部分裝置在傳輸胺液的設備管線設計中，都是運用碳鋼材質，但就在某年月份的停車檢修過程中，發現了碳鋼材質管線機器閥門出現腐蝕的問題;其次，針對胺液顏色遭受污染進行分析。當天然氣脫碳系統在運行過一段時間過后，其系統胺液顏色就會從最初的無色透明狀，逐漸轉變成為深紫色或者是藍紫色，并且整體的透明程度也會呈現渾濁。對于系統胺液顏色產生變化的原因，可以從以下兩個方面展開分析：其一，是因為原料天然氣當中本身就存有有機類雜質，從而在帶入系統污染胺液;其二，是因為系統在出現腐蝕現象時，因腐蝕產生的金屬類離子雜質進入到胺液中污染胺液，使得胺液出現顏色變化。

2 天然氣脫碳系統受腐蝕的原因

簡單來說，MDEA和吸收的酸性氣體實現有效結合的時候，是能夠把已經形成的鹽通過高溫處理實現分解的，而且MDEA還可以得到再生。但是溶液當中含有的其他無機或者是有機陰離子等，都會在與MDEA結合之后形成醇胺鹽，所形成的醇胺鹽是無法在胺液高溫再生過程中進行去除的，因此被稱之為熱穩定性鹽，也就是（HSS），主要的生成過程可以通過公式：H+X-+MDEA=MDEAH+X-進行表示，公式當中MDEAH+X-代表的是熱穩定鹽，而MDEAH+代表的則是束縛胺，X-代表的是熱穩定鹽陰離子。HSS陰離子的一般來源包含：氯化物來源于隨進口氣體帶入的鹽水;硫氰酸鹽來源于H2S與CN的反應產物;磷酸鹽來源于緩蝕劑或磷酸活性炭。由此可見，對于不同氣體的凈化裝置，HSS的組成和含量也會有所不同。伴隨HSS的不斷生成與累積，使得胺液脫除酸氣效率正在不斷下降，不僅會整改溶液具備的pH值、黏度等，甚至還會引發胺液發泡、填料堵塞等問題。某企業曾經針對MDEA溶液中存有額HSS腐蝕性做過測定，其結果顯示具備較強的腐蝕性。

3 胺液凈化技術

根據胺液中熱穩定鹽含量分析結果可看出，通過三次隔天試驗時間，熱穩定鹽質量分數分別是3.40%、2.55%、2.90%，可看出是在2-4%之間進行涌動，而涌動的原因就是原胺液當中存有大量殘留下來的碳酸氫根和碳酸根離子，從而使得分析過程中存有的計算數據出現偏差。與此同時，還運用了離子交換樹脂的方式開展熱穩定鹽的脫除試驗，該項工作的原理是：一旦存有熱穩定鹽陰離子的貧液借助陰離子實現交換樹脂，就會以OH-進行交換陰離子，從而去除胺液當中存有的熱穩定鹽陰離子，最終實現還原溶劑胺、胺液凈化的目的。而當樹脂正在遭受完全轉換的時候還可以實現再生，合理運用堿性NaOH溶液通過樹脂床，樹脂上存有的陰離子就會被OH-進行替代，促使熱穩定鹽陰離子能從樹脂上脫附，循環使用再生樹脂。

據目前胺液凈化技術而言，胺液自身存有的無色透明顏色正在逐漸向深紫色進行轉變，而且在轉變的過程當中還存有嚴重的加深趨勢。經過試驗表明，經過陽離子交換樹脂過濾之后的胺液顏色會發生變化，并且還會有深紫色逐漸轉變成為無色透明色，而經過陰離子交換樹脂過濾之后的胺液顏色不存有明顯變化。可見，胺液當中存有的顏色變化是由金屬陽離子引發的。若是結合金屬陽離子具備的顯色特性，很有可能是由鉻離子、亞鐵離子或者是鈷離子等有色金屬離子，其中鈷與鉻會呈現紫色現象，而二價銅與鐵分別會呈現藍色與淺綠色的現象，三價鐵則是會呈現褐色。總體而言，溶液的顏色變化很有可能會因為某種單一金屬離子顯色，亦或者是多個金屬離子顏色相互疊加作用的結果。

4 結束語

綜上所述，現如今胺液當中存有的熱穩定鹽含量已經超出行業可控值內，而且伴隨胺液系統鐵離子含量的逐漸提高，使得脫碳系統也受到了腐蝕。因此，將針對天然氣脫碳系統腐蝕及胺液凈化技術展開分析，從而有效降低設備腐蝕幾率，實現裝置的穩定運行。

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