高含硫天然氣凈化裝置腐蝕特性研究

趙俊翔 武曉博 魏巍 馬其峰

摘 要：隨著我國(guó)科技的發(fā)展，對(duì)于資源的使用越來(lái)越多，低硫原油和天然氣儲(chǔ)量急劇下降，高硫油氣凈化已成為天然氣開(kāi)發(fā)利用的重要環(huán)節(jié)。本文分析了天然氣凈化廠的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)計(jì)等相關(guān)數(shù)據(jù)，確定了凈化廠硫腐蝕的關(guān)鍵部位，并闡述了其防腐措施和效果。

關(guān)鍵詞：高含硫天然氣；凈化裝置；腐蝕特性

1 天然氣凈化廠脫硫環(huán)節(jié)

脫硫裝置選擇性地除去原料氣中幾乎所有的硫化氫，二氧化碳和一些硫含量高的有機(jī)硫。脫硫裝置脫水后，輸送合格的凈化氣體。脫硫裝置產(chǎn)生的酸性氣體在硫磺回收裝置中作為液態(tài)硫回收，液態(tài)硫在儲(chǔ)運(yùn)車(chē)間形成后輸送到硫磺儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)。尾氣處理裝置凈化硫磺回收裝置產(chǎn)生的尾氣，進(jìn)入尾氣焚燒爐燃燒，產(chǎn)生符合國(guó)家環(huán)保要求的煙氣，通過(guò)煙囪該氣體排放到大氣中。由組合裝置產(chǎn)生的酸性水被送至酸性水蒸氣輸送裝置并進(jìn)行處理并送至循環(huán)水廠進(jìn)行回收。

2 腐蝕情況調(diào)查

結(jié)合工廠大修，對(duì)壓力容器和壓力管道進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)腐蝕調(diào)查和綜合檢查，確定凈化廠關(guān)鍵腐蝕裝置為脫硫裝置和硫磺回收裝置。

貧胺液后冷器介質(zhì)不良，外殼采用16mnr范圍，管側(cè)壓力0.4MPa，工作溫度33～40℃。試驗(yàn)結(jié)果表明，管子管和管板的基體相對(duì)平坦，管子表面只附著少量浮子，但管箱內(nèi)壁的坑腐蝕和 擋板很?chē)?yán)重，深度約為3毫米。

為了理解循環(huán)水的腐蝕性，對(duì)貧胺溶液后冷卻劑罐中的水垢樣品進(jìn)行取樣和分析。結(jié)果表明，水垢樣品中含有較多的微生物粘泥和粉砂物質(zhì)（燃燒后分別降低550℃和SiO2）和鐵（Fe2O3）腐蝕產(chǎn)物。裝置系統(tǒng)的循環(huán)水明顯有污染和腐蝕性。

硫磺回收裝置二級(jí)硫磺冷凝器是固定式剛性管板式換熱器，腐蝕嚴(yán)重。換熱管與管板之間的連接形式標(biāo)有膨脹強(qiáng)度，監(jiān)測(cè)工作壓力為0.039 MPa，溫度為289℃，介質(zhì)為硫化氫，硫單質(zhì)，二氧化硫，氧氣，一氧化碳，二氧化碳，過(guò)氧化氫組成的氣體；殼體工作壓力為0.5MPa，溫度為120℃，中低壓鍋爐為低壓蒸汽。檢查后，進(jìn)水管漏水多，管口有白色晶體，管口腐蝕減少。進(jìn)水箱壁硫化嚴(yán)重。管板上有一層薄薄的污垢，基質(zhì)是光滑的，泄漏部分是管口的焊縫。泄漏區(qū)域已經(jīng)焊接。

3 防腐蝕的方案

為了減少?gòu)U液的排放，在脫硫裝置除臭和鈍化后，廢液被排放到其他單一設(shè)備中，并在反復(fù)加藥后進(jìn)行除臭和鈍化。由于單系列除臭和鈍化后廢液中的固體雜質(zhì)含量高，容易沉積在管道中并污染胺液體系統(tǒng)，因此不考慮在另一塔中再利用廢液。

鈍化劑通過(guò)富胺液體閃蒸罐底部的清潔劑添加設(shè)備進(jìn)入污水管道，然后壓入胺液再生器，啟動(dòng)胺液再生器貧胺液泵，換熱器，貧溶空氣冷卻器和冷卻器，然后又分為三種：首先將胺液再生器貧液胺液泵出口送至富胺液閃蒸蒸汽吸收塔頂部，進(jìn)入閃蒸罐；第二種方法是通過(guò)胺液再生塔底部的貧胺液泵出口進(jìn)入尾氣吸收塔，第一階段通過(guò)半富胺返回到初級(jí)吸收塔的頂部液體泵在尾氣吸收塔的底部。第三種方式是進(jìn)入二級(jí)主吸收塔；然后在第二級(jí)主吸收塔底部啟動(dòng)中間胺液泵，通過(guò)冷卻器將其驅(qū)入第一級(jí)主吸收塔頂部，最后通過(guò)第一級(jí)主塔底部將其壓入閃蒸罐吸收塔。此時(shí)，脫硫系統(tǒng)的大循環(huán)完成。

清洗再生塔頂回流罐：清洗設(shè)備的泵出口通過(guò)排污閥后的法蘭與清洗槽相連。將清洗劑溶液打入罐內(nèi)，灌滿(mǎn)并浸泡（由于罐頂無(wú)排空，上部無(wú)液位計(jì)，應(yīng)防止清洗液從頂管流至其它部位）。

天然氣進(jìn)料過(guò)濾分離器、天然氣進(jìn)料聚結(jié)分離器清洗：打開(kāi)頂蓋進(jìn)行噴涂。

再生塔底部再沸器清洗：再生塔底部再沸器流出。加注完畢后，將再生塔底部排污閥后法蘭的管道與清洗罐連接，再將再生塔底部排污管道吹至再生塔底部循環(huán)清洗。

胺液回收罐清洗：浸泡清洗。

頂部泡沫破碎機(jī)的清洗：打開(kāi)上部人孔時(shí)，用噴槍清洗頂部泡沫破碎機(jī)。

采用鈍化清洗法對(duì)設(shè)備進(jìn)行防腐處理。每個(gè)容器清洗后，人孔門(mén)打開(kāi)，無(wú)硫化氫和異味，墻壁和內(nèi)部構(gòu)件無(wú)污染。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)高硫天然氣凈化裝置的腐蝕進(jìn)行了分析和研究。為解決設(shè)備腐蝕問(wèn)題，提高設(shè)備經(jīng)濟(jì)性和安全性提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]李杰，逯辰源，李軍強(qiáng)，文毅衛(wèi)，葉正勇.在線腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在高含硫天然氣凈化裝置中的建設(shè)及應(yīng)用[J].化學(xué)工程與裝備，2014（04）：87-89.

[2]李杰，何修輝，劉益強(qiáng).高含硫天然氣凈化裝置停工期間設(shè)備腐蝕分析[J].石油化工腐蝕與防護(hù)，2018，35（04）：61-63.

[3]譚紀(jì)偉，岳遠(yuǎn)林，逯辰源，唐雪霞.高含硫天然氣凈化裝置腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)有效性評(píng)估[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（06）：225.

[4]許述劍，劉小輝，于艷秋，張艷玲，宋曉良，張曉剛.高含硫天然氣凈化聯(lián)合裝置腐蝕狀況的檢查與評(píng)價(jià)[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，2014，26（06）：571-574.