摘要：在常规使用天然气净化装置的过程中，会面临装置腐蚀的现象，特别是含硫天然气的腐蚀问题，因此，在对装置进行运行管理的过程中，需要掌握导致腐蚀的原因，并且做好对应的评价分析工作，只有这样才能保证天然气净化工业的安全生产。鉴于此，本文就天然气净化装置腐蚀研究与防护展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：天然气；净化；二氧化碳腐蚀；防腐
设备是天然气净化工业中广泛使用的关键工艺设备。天然气净化厂换热设备主要以空气冷却器、管壳程换热器的形式，存在于天然气脱硫、脱水处理装置，甲醇回收装置，水热系统装置等各个生产单元。随着设备运行年限的增加，检修过程中发现各类换热器均存在腐蚀现象，甚至导致部分设备失效，严重影响装置的安全平稳运行。
1.含硫天然气腐蚀特征分析
如果天然气净化装置发生腐蚀，很大程度上会导致设备出现裂缝或穿孔，进而发生天然气泄漏事故，这不仅会污染周边环境，严重时会产生爆炸，威胁人们的生命财产安全，因此，我们必须足够重视装置的腐蚀现象。经过大量的研究，目前国内外对含硫天然气造成净化装置腐蚀的原因已达成一致认识，现将相关因素归纳如下。首先，硫化氢是造成各类材料氢致开裂、硫化物应力腐蚀开裂的罪魁祸首；装置中的CO2增大了系统内的酸度，是严重的局部腐蚀的重要诱因；其次，装置中耐腐蚀性很强的镍基合金，受到硫沉积的影响，也出现了严重的腐蚀现象，使局部腐蚀加剧；最后，氯离子破坏了腐蚀产物膜和钝化膜，在高温作用下使装置发生了氯化物应力腐蚀开裂。但是，以上各因素同时存在时，并发生耦合作用，在各自腐蚀动力学过程的交互影响下，腐蚀机理变得极为复杂，相关的系统研究还有待进行。
2.影响天然气净化装置腐蚀机理以及因素
2.1天然气净化装置腐蚀机制
天然气净化装置腐蚀的主要原因就是硫化氢以及二氧化碳等酸性气体，腐蚀形态有许多种，例如全面腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀开裂以及氢致开裂。硫化氢在游离水的情况下可与金属容器产生反应，导致金属缺失，进而形成腐蚀情况，引起装置失效。加上装置中还存在甲醇、胺液、水以及乙二醇等，导致电化学反应更加严重。
2.2影响天然气净化装置腐蚀的原因
温度是影响天然气净化装置腐蚀的原因之一，当环境温度低于水露点时，天然气净化装置管壁就会因此出现积液，造成了天然气净化装置腐蚀。而且在温度升高并且存在其他条件的情况下，腐蚀反应速率也会因此增加。因此，在进行天然气净化装置运行的工程中，应对温度进行控制，避免温度低于10℃或高于28℃，温度为20℃时，天然气净化装置对应力腐蚀的敏感程度也会增加。溶解酸气负荷也是影响腐蚀的原因之一。若溶解酸气负荷升高，便会影响发泡趋势。因此要适当对溶解酸气负荷进行降低，为天然气净化装置拦液程度进行缓解。降解产物也是影响天然气净化装置腐蚀的元素，高温的情况下，二氧化碳、氧以及其他有机化合物均会产生化学反应，进而产生了有害物质，丢失活性成分。同时，溶液中存在的许多降解产物也会严重影响天然气装置腐蚀情况。
3.换热设备腐蚀预防措施
3.1脱硫重沸器
通过严格参数调控有效防止MDEA超温降解，避免由碳酸盐硫化物等引起的应力腐蚀。严格的参数调控方法如加强原料气过滤，减少Fe2+；配置溶液采用高质量凝结水，从根源抑制溶液中的杂质；日常操作应加强溶液保护杜绝空气进入系统造成胺液氧化降解等。另外，可将在用溶液进行定期分析，当有害阴离子（草酸盐、氯离子、硫酸盐等）、降解产物超过一定值时应更换新溶液或进行溶液复活，这也是预防腐蚀的有效措施之一。
3.2可从工艺、设备、操作方面加以控制
今后在更换新重沸器时，应选用平板管箱重沸器，增大壳体内管正上方的空间。蒸汽空间的增大有利于气、液相的分离，减弱对重沸器的冲击作用，防止防腐蚀保护膜在外力作用下被冲刷掉，可有效保护设备降低腐蚀程度。
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3.3酸气空冷器
酸气空冷器中介质含H2S、CO2酸液，则易产生应力腐蚀、缝隙腐蚀、点蚀等不利腐蚀工况，因此在进行设备更换安装时空冷器管箱及换热管材质选用了SAF2205双相不锈钢，同时对加工制造要求进行明确：管束组装前，应清除换热管管端外表面附着物，管端应呈现金属光泽，其长度不小于二倍的管板厚度；管束应有适应翅片管热膨胀的措施；换热管与管板应采用强度焊加贴胀的结构型式；翅片管用基管不允许拼接等。
3.4原料水换热器选取
有效的防腐涂层，可延长设备使用寿命，防止设备腐蚀结垢。主要以干燥时间短，粘度大，附着力强，冲击强度大，耐热性好等特点。根据综合分析及使用经验，应选择TH-901型涂料对甲醇回收装置原料水换热器进行防腐修复，同时注意防止因日照、碰撞等造成防腐层破坏。
4.天然气腐蚀控制方法研究
4.1使用缓蚀剂
缓蚀剂主要利用的部分就是成膜、电化学以及吸附等原理作用，在防护措施中最常使用的缓蚀剂就是氯原子构成的非极性基因（磷原子、硫原子、氮原子以及氧原子等）、碳等机型团基，缓蚀剂的主要作用就是通过化学键形式结合天然气净化装置金属表面。缓蚀剂具有高毒性以及高危害性等特点，因此目前的研究重点以及开发重点就是保证其高效、绿色以及新型。
4.2在内涂层进行防腐
使用涂层保护技术进行防腐，帮助天然气净化装置内壁降低磨阻，增加光洁度，提高气体的输送效率，有效隔绝装置内壁接触以及腐蚀介质。常使用的内涂层就是有机涂层以及无极涂层，无机涂层常见就是耐腐蚀金属涂层以及陶瓷涂层等，但是与有机涂层比较效果较差，而有机涂层具有价格低廉、操作工艺简便以及自动化处理程度高等，因此广泛应用的均是有机涂层。
4.3地面集输系统腐蚀控制技术
在缓蚀剂连续加注实施后，装置的腐蚀速率基本可以控制在每年0.1毫米以下。对于装置现场缓蚀剂应用效果评价，通常可以采用的方法有失重挂片和电化学检测技术等。某含硫天然气管线在预涂CT2-19缓蚀剂后，保护膜持续了30天以上，直到第38天后，该保护膜才发生轻微腐蚀。采用相关评价手段进行评价后发现，该缓蚀剂加入后，管线腐蚀速率降低到了每年0.025毫米，说明缓蚀剂起到了很好的防腐效果。
4.4使用非金属对天然气净化装置进行盖层处理
天然气净化装置腐蚀的原因与设备金属有着密不可分的关系，为了隔离H2S、CO2等酸性气体，因此可以使用非金属覆盖层来避免腐蚀。最常见的非金属覆盖层就是防腐喷涂以及衬里。
结语
综上所述，运行天然气净化装置的过程中，常因为硫化氢、二氧化碳以及水汽等酸性气体影响，较易产生腐蚀情况，因此要增强天然气净化装置腐蚀行为，并且不断研究以及开发防护措施，延长天然气净化装置使用寿命，避免产生环境污染，提高净化装置使用安全性。
参考文献：
[1]李志敏，陈国伟，毛源昌，许凯，姜军，李卫兵.天然气净化厂设备腐蚀性评价[J].科技经济导刊，2018，26（05）：57.
[2]薛仁雨.天然气净化装置腐蚀行为与防护[J].化工设计通讯，2018，44（01）：178.
[3]张文斌.高含硫天然气净化厂控制室腐蚀防护与控制[J].石油化工设计，2017，34（03）：1-3+5.
[4]王勤梅.天然气净化装置的腐蚀与防护[J].化工管理，2016（10）：196.
[5]吴巧，周翔宇.天然气净化装置腐蚀与防护探讨[J].化工管理，2015（30）：160.
论文作者:武晓博,畅凯凯,李全龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/30
标签：装置论文; 天然气论文; 涂层论文; 设备论文; 溶液论文; 应力论文; 缓蚀剂论文; 《基层建设》2019年第5期论文;