天然氣凈化裝置脫硫單元腐蝕機(jī)理及案例分析

包振宇，張 杰，王團(tuán)亮，段永鋒

(1. 中石化煉化工程(集團(tuán))股份有限公司洛陽技術(shù)研發(fā)中心，河南 洛陽 471003； 2. 中國石油化工股份有限公司中原油田分公司，河南 濮陽 457000)

高酸性氣田采出的天然氣中含有高濃度的酸性氣體(硫化氫和二氧化碳)和水汽，對碳鋼具有強(qiáng)腐蝕性，而凈化裝置首當(dāng)其沖【1】。凈化裝置依據(jù)作用的不同分為6個單元，即：脫硫單元、脫水單元、硫磺回收單元、硫磺成形單元、尾氣處理單元和酸性水汽提單元【2】。脫硫單元是凈化裝置所有單元里腐蝕問題最多的一個單元，因此是防腐工作的重點(diǎn)【3】。某天然氣凈化廠的原料氣組成如表1所示。由表1可見，硫化氫和二氧化碳含量分別達(dá)到15.74%和8.54%，設(shè)備和管道面臨的防腐壓力較大。

該凈化廠采用甲基二乙醇胺法吸收脫硫，胺液濃度50%～55%，脫硫天然氣中硫化氫含量0.06 mg/m3。原料天然氣在第一級主吸收塔內(nèi)與胺液接觸脫除硫化氫，在第二級主吸收塔內(nèi)脫除羰基硫和有機(jī)硫水解生成的硫化氫。吸收酸性氣的富胺液，經(jīng)升溫后進(jìn)入胺液再生塔，解吸出酸性氣；塔底貧胺液冷卻、過濾后回用。

1 腐蝕機(jī)理及發(fā)生部位

脫硫單元中含有硫化氫、二氧化碳、甲基二乙醇胺及其降解產(chǎn)物和熱穩(wěn)定性鹽等腐蝕性介質(zhì)，腐蝕機(jī)理主要分為H2S-CO2-H2O腐蝕和RNH2-H2S-CO2-H2O腐蝕兩大類。

1.1 H2S-CO2-H2O腐蝕

原料天然氣進(jìn)入裝置后，由于溫度和壓力的變化，氣體中的水分在設(shè)備和管線低洼處、盲區(qū)死角等滯留區(qū)凝結(jié)成液態(tài)水，硫化氫和二氧化碳溶解在水中，形成濕硫化氫腐蝕環(huán)境【4】。……