天然氣脫水脫烴裝置腐蝕對策研究

王非

摘要：某氣田天然氣脫水脫烴裝置存在著較為嚴重的腐蝕情況，影響著天然氣安全生產。本文對天然氣脫水脫烴裝置進行分析，并提出防腐蝕解決對策，在實際應用中取得了理想的效果。

關鍵詞：天然氣脫水脫烴裝置;腐蝕;防腐措施

某氣田天然氣處理裝置由丙烷制冷、天然氣低溫分離和乙二醇再生系統構成。該生產裝置投產以后，不斷出現腐蝕問題，使設備在運行存在安全隱患，設備的使用年限也不斷縮知，運行維護需要投入較多的資金。

1天然氣脫水脫烴腐蝕現狀描述

腐蝕現象主要存在于乙二醇再生系統中，低溫分離器中產生的富乙二醇通過再生塔頂部直接回到冷凝器及儲液罐中，保證換熱溫度為30-60度，再經閃蒸罐來消除掉溶解的輕烴。然后利用循環泵來進行加壓處理。通過濾除固體過濾器、活性碳過濾器來把存在的雜質濾除掉。經過加壓和過濾之后的富乙二醇，從布液器流入到乙二醇精餾柱，在填料區段中完成二次換熱之后再經過100-120度重沸器實現再生反應，經過脫水處理后的乙二醇濃度提升到80-85%，分醇則進入到緩沖罐進行循環應用。

經運行維護人員統計，天然氣脫烴脫水裝置在3年內，緩沖罐盤管、精餾塔筒體部位、冷凝回流器都受到3次腐蝕，精餾塔中的導流管受到4次較為嚴重的腐蝕，可以看出，腐蝕部位主要存在于乙二醇再生系統的高溫區段，腐蝕表現形式是金屬表面產生均勻變薄現象，存在著坑蝕、沖刷腐蝕和晶間腐蝕開裂等現象。

2天然氣脫水脫烴裝置腐蝕機理分析

2.1乙二醇酸化腐蝕機理

把乙二醇作為脫水劑，在循環使用該物質時，乙二醇物化性質產生了改變，比如濁度、酸度和色度等都會產生一定程度的變化，通過測試發現PH值存在著低現象。由于酸化反應過程十分復雜，主要是兩個羥基產生共同氧化，而不斷開甩羧基，化學反應公式為：。早期產生的為均勻腐蝕，介質主要有乙醛酸、甲酸等，可以與反應裝置中的鐵元素形成化學反應，會使反應裝置和管路受到腐蝕：

。存在的影響因素主要有：1）解氧產生的影響。氧氣物質可以作為反應物來加入化學反應，從而對乙二醇的酸化產生不良影響。該氣田生產的伴氣器內含氧較少，但由于處理數量較多，脫水脫烴裝置需要持續運行等方面的因素，需要重視氧化物質的存在。對地層水體的氧氣含量進行檢測發現也存在著一定數量的氧氣。2）溫度、濃度因素的影響。通過實驗分析可以看出，相同濃度條件下的乙二醇運行溫度大，具備的PH值就變低，存在著較高的酸化度。而在相同的受熱條件下，乙二醇濃度如果越小，PH值則會變低，有著較高的酸化程度。

2.2酸性氣體產生的腐蝕

從該氣田生產的天然氣成分中可以發現，很多天然氣內的酸性氣體二氧化碳比例為0.04%，硫化氫為0.81%。因為乙二醇溶液會吸收硫化氫物質，使得溶液與金屬生產裝置出現腐蝕現象，腐蝕的機理為：1）硫化氫溶液分步電離。，氫離子的存在會使金屬物質受到腐蝕產生起氫去極化作用，從而出現電化學腐蝕現象。也就是產生陽極化學反應：，陰極反應公式為：。2）硫化氫物質與鐵產生的反應，也就使得鐵金屬被腐蝕：，是一種黑色沉積物。從化學反應公式中可以看出，硫化氫會對脫水脫烴裝置產生腐蝕。受到酸性因素的影響之外，還存在著離子的影響而使腐蝕進程變快、具備的還愿性加快還了腐蝕、物質產生的在進行水解時使平衡點不斷向右移動。

2.3點蝕

很多反應裝置中的點蝕都是由于氯離子影響的，在電場作用條件下或者應用吸附原理，會使溶液形成鈍化膜。反應裝置內存在的氯離子來自于地下儲層內的水分，蒸發器內的處理介質為乙二醇溶液，水會作為溶劑而存在，這就會導致大量的氯離子。

2.4垢下腐蝕

該種腐蝕呈現出局部腐蝕特點，形成的機理是腐蝕產物不斷地沉積，從而與金屬表面產生電偶腐蝕，或者濃度差引起的腐蝕，這樣就會使化學反應裝置出現局腐蝕嚴重的問題，嚴重情況下會出現介質泄露。

2.5氣蝕

溶液中的氣泡在匯集、流動、斷裂和潰滅時會對金屬材料產生氧化。金屬受到氣泡的沖擊之后，金屬表面結構中的化學穩定性會變差，使得附近晶體產生電位差，這樣就會促進產生電化學腐蝕。天然氣脫水脫烴裝置內存在氣體的原因在于，乙二醇進行換熱反應時會出現壓力降低、溫度提升的問題，就會使溶液中存在的氣體析出，再就是由于酸性腐蝕反應而出現的氣體。

3天然氣脫水脫烴裝置腐蝕解決對策

3.1控制好再生溫度

因為乙二醇物質酸化與溫度有著直接的關系，需在保證吸水濃度，并控制好運行溫度，結合乙二醇物質沸點變化特性及現場使用情況，把重沸器溫度控制在105度左右。

3.2添加中和緩蝕劑

可以利用醇胺溶液來對乙二醇溶液中的硫化氫和二氧化碳進行中和，從真情 以較好的緩蝕效果。

3.3裝置制造材料優化

可以把反應裝置中重要的塔、儲罐等制造材料更換為不銹鋼，再對焊縫進行敏化處理，消除掉焊接應力，防止產生表面裂紋，把存在的裂縫進行打摩處理，應用不銹鋼進行貼補。

3.4加強凈化過濾

對乙二醇循環系統中的過濾器前部添加兩個粗過濾器，避免乙二醇溶液在循環時產生大量的腐蝕物質積累，減緩對生產設備的腐蝕，還應該做好除垢工作，垢下產生腐蝕。

3.5優化生產工藝

在低溫分離器下部添加沉降包，避免溶解氣進入到乙二醇再生系統內部。對工藝處理系統進行防腐蝕保護，提高金屬材料的抵抗腐蝕性能。

3.6做好腐蝕監測工作

腐蝕現象嚴重的部位集中在塔頂部、底部、再沸器等部位，需要安裝好在線腐蝕探針、旁路試驗釜等裝置，或者對壁厚進行檢測的方式來進行腐蝕監測，了解生產裝置的腐蝕情況，計算出腐蝕速度，對薄弱部位進行處理，從而提高生產設備的安全性。

參考文獻：

[1]魏霞，張昆，姬冠華，李富生，吳自亮，張衍梅.天然氣處理廠重點管線彎頭腐蝕檢測及評價[J].石油化工應用，2015，34（08）：103-105.

[2]陳桂玲.儲氣庫輕質油脫水處理工藝改造研究[J].內蒙古石油化工，2016，42（07）：8-9.

[3]吳超，楊洋，孟波，趙瓊，宋躍海，劉靜.含硫油氣田污水收集風險及對策研究[J].天然氣與石油，2016，34（05）：85-88+11.