探究天然氣凈化廠脫硫系統防腐措施

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，而且對環境造成的污染也較小，所以該方法得到了廣泛的應用。但是醇胺法這種脫硫方法會造成嚴重的設備腐蝕問題，不但對脫硫裝置長時間的運作造成了一定的影響，同時容易引發安全事故。由于在醇胺法脫硫裝置中存在多種腐蝕介質，在不同的裝置位置上發生腐蝕的狀態也較為復雜，所以應該采取科學化的綜合防護措施來降低腐蝕。

1 造成管線和設備腐蝕的相關因素

1.1 溫度的影響

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

1.2 熱穩定性鹽的影響

即使MDEA其抗降解的能力很強，但在長時間的運行過程中，依然會產生相應的降解產物，當產生降解產物之后，其腐蝕速率會有不同程度的增加。

1.3 溶液酸氣負荷的影響

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

2 設備腐蝕原因分析

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部溫度沒有再生塔高，所以其產生的電化學的腐蝕速率就比較低。在吸收塔里，下部氣體與溶液當中所含有的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中的酸氣負荷比上部溶液當中的要高一些。所以我們在對吸收塔進行考察時會發現，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。就復式的重沸器來講，它更容易在重沸器液面上產生嚴重的坑形狀的腐蝕現象。此外，假如再生蒸汽當中含有較多的氧，那么很容易造成氧腐蝕。同時，選擇不恰當的材料也是使重沸器管束等位置發生嚴重腐蝕現象的一個主要原因。

3 降低脫硫系統的有效防腐措施

3.1 材料選擇

含硫量高的天然氣凈化廠中選擇脫硫系統的相關設備時應參照ISO15156 NACE MR0175等相觀標準，進而嚴格的對材料進行選擇和挑取。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備可采用20R等低碳鋼或低合金鋼。但在一些易發生腐蝕的部位,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,減少維修費用。

3.2 設備加工制造

對于那些處理含硫天然氣的相關設備而言，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，即當設備制造完成后應對整體進行應力去除熱處理，經過熱處理之后的設備不可以再動焊，如果動焊就應該提前考慮局部的熱處理措施。為了使焊縫的質量得到保證，避免未焊透引起焊縫斷面的缺口,使受載面積發生突然變化,致使焊縫局部集中應力。當焊接殼體的縱環焊縫時，如果是雙面焊，那么應該將焊縫的背面清根，而如果焊縫只能夠進行單面焊接時，第一遍焊縫時可以選用能夠使焊縫完全焊透的焊接方法。對于焊后的設備還應該選擇超聲波探傷等相應的技術對其進行必要的檢查。另外，當管線或設備在經過應力去除的熱處理后，還應該檢測焊縫的硬度，焊縫的硬度HB不應超過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。在實際操作中，為盡可能地降低胺液中殘留的酸氣,應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腐蝕，應選用0.3-0.4MPa的低壓蒸汽作為重沸器熱源。同時，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行合理維護，確保將管壁上的沉積物和繡皮等完全清除掉，防止垢下腐蝕與點蝕的現象發生。

3.4 定期抽查檢驗溶液

醇胺脫硫溶液在運轉過程中會產生一定量的降解產物和熱穩定性鹽，加大了對設備與管線的腐蝕。所以應該定期的對溶液進行抽查檢驗來確定溶液里降解產物與熱穩定性鹽的積累狀況，一旦發現二者累積量過多，就應該加大對溶液的過濾量，以便降低溶液對設備和管線的腐蝕。

4 結語

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

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

[2]蔡培,王樹立,趙會軍.天然氣脫硫工藝的研究與發展[J].管道技術與設備，2008(04).