陕西宇阳石油科技工程有限公司 陕西西安 710000
摘要：随着经济和科技水平的快速发展，天然气净化装置由于受到含硫天然气中水汽、二氧化碳以及硫化氢等作用使得内壁所面临的腐蚀情况越来越严峻，影响了天然气的正常输送，也影响了净化装置的安全运行，导致天然气泄漏事故的发生，严重威胁着生产人员的生命安全，并且造成了一定的经济损失和环境污染，对于社会经济的稳定发展极为不利。越来越多的实践研究证明，天然气净化装置的腐蚀受到温度等因素的影响，因此，在实际的生产过程中，需要加强对腐蚀现象的防护措施，来减小腐蚀现象对生产的影响。
关键词：天然气；净化装置；腐蚀；防护
引言
天然气净化装置在常规的使用中会出现严重的腐蚀现象，尤其是含硫天然气在装置中的腐蚀问题，因此，在装置的运行和管理中，必须清楚腐蚀产生的成因，对其进行分析并采取防护措施，才能保证天然气净化工业的安全生产。本文首先分析了含硫天然气的腐蚀特征，并通过对处理此类天然气的材料选择和评价、防腐蚀技术、腐蚀监测等技术进行了研究，基于相关结论，笔者认为在此类天然气开发时，就必须引入腐蚀控制和监测系统，并不断优化控制技术的集成性，从而设计出一套整体的防腐方案，以达到全流程的腐蚀控制和管理，提高相关设备的使用期限，减少因设备故障造成的停车现象，提高设备使用率以及生产效率。
1天然气净化装置腐蚀情况概述
相关研究表明：天然气净化装置的腐蚀现象是由于生产过程中的硫化物、二氧化碳以及水汽等，在一定的温度等条件下发生化学反应与作用而形成的。根据实践证明，在净化装置内部，容易发生腐蚀现象的主要部位具体包括：原料气过滤分离的相关设备装置。这个部位主要是用于天然气中杂质与液态水的去除，由于有水分的存在，也就加剧了发生腐蚀的概率，进而导致该部位的使用期限降低，影响净化装置的安全与高效运行；脱硫再生塔。在整个净化装置中，脱硫再生塔中由于包含了水蒸气与脱硫溶液，因而其腐蚀情况及其严重，而在该部位，半贫液体的入口与富液的入塔部位最为严重；脱硫再生重沸器。在该设备中的温度较高、二氧化碳浓度也高，因而气体与液体的交叉部位和壳体也极易发生腐蚀现象，另外除了这些部位，还有富液管线等设备也极易发生腐蚀。
2影响天然气净化装置腐蚀的因素
2.1温度的影响
温度是发生腐蚀现象的重要因素，温度一旦处于水露点之下，净化装置内壁就会产生大量的积液，加剧腐蚀现象的发生几率。相反，当其他条件不变而温度较高时，腐蚀现象极易发生而且反应速度随温度升高而加快。研究表明，应将温度控制于合理的范围内，才能降低腐蚀发生的概率，应该将温度控制在10~28℃的范围内，如果温度不处于这个范围内，腐蚀现象发生的概率加大，而在该范围内，净化装置对应力腐蚀具有敏感性，当温度维持在20℃时，敏感程度越强。
2.2溶解酸气负荷的影响
相关研究人员发现，降低溶解酸气负荷，可以减轻净化装置的拦液程度，从而达到控制腐蚀负面影响的作用，这是因为在溶解酸气负荷处于降低状态时，会对溶液泡沫的高度产生影响，使高度有一定程度的下降。与此同时，也减少了溶液浸泡时间，因此，能够达到缓解腐蚀现象的作用。但是，溶解酸气过高则会影响溶液的发泡时间，导致腐蚀现象。因此，在实际的生产过程中，要严格控制溶液酸气负荷的状态。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3流速的影响
天然气净化装置中，如果在输送过程中气体流速过大，就会产生极强的冲击流，也会造成装置内壁的腐蚀，甚至出现内壁的冲刷，而如果气体流速过低，则会造成内壁积液的产生，腐蚀管壁。因此，应该在输送过程中将气体流速控制在合理的范围内。
3防护天然气净化装置腐蚀问题的措施
3.1材料选择与评价
处理含硫天然气的相关工艺具有一定的复杂性，因而在材料的选择上非常严格，首先要明确是静态腐蚀，还是动态腐蚀；探索新型抗腐蚀性合金也是工作之一，例如镍基合金。在H2S体积分数大于15%是否具有可依靠性并没有相关的指标，而且当对H2S分压大于1.0MPa时，使用何种金属材料缺乏相关文献资料。因此，首要任务是监理一套含硫气体对金属材料腐蚀性的评价和管理方法，在材料选择上，要将装置的特性和用途以及工艺环境等因素纳入考虑，从而确定是使用镍基合金，还是双金属复合管。在处理含硫天然气方面，镍基合金已经成为首选材料。目前，市面上的镍基合金种类繁多，同时还必须对可能出现局部腐蚀和环境腐蚀开裂进行研究以确定最佳材料。我们首先采用二价硫酸铁与硫酸晶间的腐蚀评价方法对镍基合金进行了初步的筛选，并采用多点弯曲测试法对EC性能进行评价和动电位法对点蚀电位进行测试，从而评估该组合体系对装置局部的腐蚀性能，并以此建立镍基合金的筛选评价体系。虽然相同牌号的国产镍基合金与进口镍基合金在化学成分和结构上不存在明显差异，但后者的耐晶间腐蚀性能明显优于前者；两者的耐EC性能都非常好，但在相对苛刻的环境中还是发生了点蚀；镍基合金的腐蚀情况主要受温度的影响，同时，在有硫元素存在时，其含量也会对镍基合金的腐蚀产生一定的影响。基于以上结论，笔者认为使用国产镍基合金应当保证以下条件，即氯离子浓度应低于0.1g/cm3、pH值应不低于3.6、硫化氢分压应低于6000kPa、CO2分压不高于4000kPa、同时存在少量硫元素。
3.2天然气净化装置中采取非金属覆盖层处理
非金属覆盖层的处理主要是为了隔绝水、金属、二氧化碳和硫化氢在一定条件下发生化学反应而产生腐蚀，主要有两种处理方式：防腐喷涂和衬里。防腐喷涂的方式成本低、操作简单效果显著，适用于大面积的腐蚀处理。但是在实际使用该技术时，需要严格控制操作过程，对高温设备使用离子喷涂防腐，也就是对装置的表面添加具有强耐热性能的材料，然后用陶瓷层覆盖来避免腐蚀。衬里主要适用于小范围的腐蚀现象，常用于设备的内表面防腐，根据材料的差异性，主要有塑料、玻璃钢、橡胶三种类型，实际操作时要结合设备的实际情况选择最佳的衬里。
3.3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。
3.4采取控制技术降低设备腐蚀速度
由于在影响腐蚀的因素中，温度与酸气负荷、溶液浓度等都会造成设备的腐蚀，因此，防腐可以从这些因素的控制来进行，对温度、酸气负荷以及溶液浓度的合理控制可以起到减缓腐蚀速度的作用。
结语
综上所述，天然气净化装置的防腐工作具有难度且复杂，不仅涉及了防腐蚀材料的选择，还包含了对缓蚀剂的开发与利用，需要对影响腐蚀的所有因素的控制来实现缓解腐蚀现象的目的。由于天然气净化装置的检测成本高，因此对于腐蚀位置的确定需要更高的技术来支持，未来还要加大对防腐蚀措施的研究，提高天然气净化装置的可靠性与安全性，保障生产的进行。
参考文献
[1]范明洋.天然气净化装置腐蚀行为与防护[J].化工管理，2017，3（4）.
[2]钟伟，张超.天然气净化装置腐蚀行为与防护探究[J].工业，2016，10（11）.
[3]钟伟，张超.天然气净化装置腐蚀行为与防护探究[J].工业，2016（11）：00061-00061.
[4]王丽萍.天然气脱硫装置腐蚀控制技术应用[J].硫酸工业，2016（4）：57-59.
论文作者:王东
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/9/30
标签：装置论文; 天然气论文; 合金论文; 现象论文; 温度论文; 溶液论文; 设备论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;