天然气净化装置腐蚀行为与防护

范明洋(大庆油田有限责任公司天然气分公司, 黑龙江 大庆 163000)

天然气净化装置腐蚀行为与防护

范明洋(大庆油田有限责任公司天然气分公司, 黑龙江 大庆 163000)

天然气净化装置运行过程中，由于受到含硫天然气的影响，而极易使装置内壁遭受腐蚀。内腐蚀会导致装置厚壁逐渐减薄，极易使装置出现穿孔、破裂等问题，从而造成天然气泄漏事故，不仅严重威胁着天然气净化装置的安全、稳定运行，还会造成一定的环境污染。本文笔者主要对天然气净化装置腐蚀行为的原因及相关影响因素进行了分析，并以此为根据，提出了几点防护措施，以供参考。

天然气净化装置；腐蚀行为；防护

由于长期以来受到含硫天然气中水汽及二氧化碳、硫化氢等酸性气体的影响，天然气净化装置内壁的腐蚀现象越来越突出，不仅严重影响着天然气净化装置的安全生产，也容易造成环境污染。通过进行分析发现，天然气净化装置腐蚀问题与温度、溶解酸气负荷以及降解产物等因素存在着密切的关联。

1 天然气净化装置腐蚀机理及影响因素

影响天然气净化装置腐蚀行为的因素相对来说较多，一般情况下，天然气净化装置的腐蚀程度，随着腐蚀环境温度、所处理原料气中及二氧化碳与硫化氢等酸性气体浓度的增加而增加，与此同时，热稳定性盐也对装置的腐蚀严重程度起着一定的影响[1]。

1.1 天然气净化装置的腐蚀机理

二氧化碳与硫化氢等酸性气体对天然气净化装置的腐蚀形态包括局部腐蚀、全面腐蚀、氢致开裂以及应力腐蚀开裂。在存在游离水的情况下，硫化氢与管壁发生反应，将会直接导致金属的缺失，从而导致装置失效。与此同时，装置中所存在的水溶性化学处理剂，如胺液、甲醇、乙二醇以及水等，也会使得上述电化学反应在一定程度加剧。

1.2 天然气净化装置腐蚀的影响因素

第一，温度的影响。当环境温度在水露点以下的时候，天然气净化装置的管壁上就会出现积液现象，从而大大增加了天然气净化装置的腐蚀发生概率。与此相对应的是，温度升高的时候，在其他条件相同的情况下，腐蚀反应速率会逐渐加快。基于这样的原因，实际运行过程中，其温度应控制在10～28℃之间，在20℃的时候，天然气净化装置对应力腐蚀的敏感程度越强[2]。第二，溶解酸气负荷的影响。相关研究表明，溶解酸气负荷趋于降低状态下的时候，溶液的泡沫高度会出现一定的下降，然而，溶液消泡时间会出现明显的缩短。所以说，溶解酸气负荷过高，会给发泡趋势造成明显的影响，因此，必须适当降低溶解酸气负荷，以缓解天然气净化装置的拦液程度。第三，降解产物的影响。在高温状态下，氧、二氧化碳以及其他有机化合物会出现化学反应，导致其中的活性成分丢失，进而生成有害物质。与此同时，溶液中存在的降解产物也会加剧天然气净化装置的腐蚀。

2 天然气净化装置腐蚀问题的防护措施

2.1 利用DG-ICDA技术开展腐蚀性评价

在天然气净化装置的内部利用DG-ICDA技术检查其所存在的积液位置，之后便可以以此为基础推断装置的整体完整性[3]。DG-ICDA技术主要分为三个阶段：第一，预评价阶段。主要是搜集天然气净化装置的历史数据、当前数据，如设计材料、设计图纸、运行维护记录以及腐蚀发生情况等，以此为根据，对风险进行综合评估、分析、量化，并开展可行性分析，最终进行分区；第二，间接评价阶段。通过进行ICDA计算以及天然气流动模拟实验，来推断天然气净化装置内壁有可能会发生腐蚀的部位。实际进行间接评价的时候，想要搜集天然气净化装置的相关资料，开展多相流计算，之后得出积液最大临界角度，最终绘制倾角分布图、高程剖面图，将绘制的图与多相流计算结果对比之后，就可以推断出有可能出现腐蚀的位置及其相关参数；第三，后评价阶段。主要是对ICDA计算结果的有效性进行评价，若在天然气净化装置的任意一个位置均可以发现大面积腐蚀，那么就说明ICDA计算无效，需要按照相关模型，并确定评价的时间间隔之后，才能重新估计腐蚀位置。

2.2 应用缓蚀剂

对于天然气净化装置来说，缓蚀剂主要利用的是电化学、成膜以及吸附等原理发挥作用，目前较为常用的缓蚀剂包括碳、氯原子构成的非极性基团以及含氮原子、磷原子、硫原子、氧原子等的极性基团，这些缓蚀剂主要是通过化学键的形式与天然气净化装置的金属表面实现结合。但是，缓蚀剂本身具有高危害性、高毒性，因此新型、高效、绿色缓蚀剂的开发与应用是目前的研究重点。

2.3 内涂层防腐

利用涂层防护技术，有利于降低天然气净化装置内壁的磨阻，提高其光洁度，从而可以提高气体的输送效率，也可以隔绝腐蚀介质与装置内壁的接触。内涂层主要包括无机涂层、有机涂层，相比较于无机涂层，如陶瓷涂层、耐腐蚀金属涂层等，有机涂层操作工艺简便、价格低廉、自动化处理程度较高，因此无机涂层的应用更为广泛。

3 结语

综上所述，天然气净化装置运行过程中，由于受到水汽及二氧化碳、硫化氢等酸性气体的影响，而极易发生腐蚀，因此，必须加强对天然气净化装置腐蚀行为与防护措施的重视与研究力度。

[1]李岳祥,李文秀,刘鑫,罗泽松.天然气净化装置腐蚀因素定量分析与防护措施[J].油气田地面工程,2015,12:80-82.

[2]曾德智,商剑峰,龙德才,刘元直,王团亮.高含硫天然气净化厂腐蚀规律研究[J].西南石油大学学报(自然科学版),2014,06:135-142.

[3]王心敏,刘建民,夏勇,许勇,裴廷刚,徐东晓.天然气净化设备腐蚀状况评估方法应用分析[J].石油化工应用,2015,03:108-111.

范明洋(1989-)，男,河南驻马店人,本科,主要从事天然气净化厂生产工艺工作 。