天然气在输送过程中，由于受到含硫天然气的影响，净化装置常常面临着腐蚀的问题，导致净化装置的内壁由于受到腐蚀作用而变薄，出现破损、穿孔等现象，这也成为天然气泄漏事故发生的原因，使得天然气的输送安全受到严重的威胁，造成生命财产损失。因此，天然气净化装置的防护显得尤为重要。
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防护天然气净化装置腐蚀问题的措施
3.1通过DG-ICDA技术开展腐蚀性评价
通过DG-ICDA技术，主要是用来判断发生腐蚀现象的具体位置，主要分为以下阶段来进行判断：第一阶段：预评价阶段。对天然气净化装置的历史数据进行整理与分析，并与当前的数据进行对比，得出差异性，作为判断风险等的依据，根据该数据，评估整体系统的可靠性与安全性，得出量化指标，实现分区；第二阶段：间接评价阶段。结合ICDA的计算结果与天然气的相关模拟实验，判断净化装置内部出现腐蚀现象的大概位置；第三阶段：后评价阶段。在预评价与间接评价阶段结果的基础上，进行计算结果的综合评价与分析，如果大面积腐蚀的现象会出现在装置的任何位置，说明了ICDA计算结果的无效性，必须经过时间间隔后再根据模型再次评定，确保对腐蚀位置确定结果的精确度。
3.2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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前，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。
3.3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。
3.5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。
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
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[5]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).
论文作者:胡俊 邹焱川
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/26
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