高含硫天然气净化装置腐蚀特性研究

一引言高含硫气田是一种常见的气田，在集输过程中，因气田组分的特征而导致设备腐蚀的问题是开采企业关注和研究的重要问题，本文结合自身经验，围绕这一问题谈一下自己的看法，希望给业内人士一些思路和启发。

二、高含硫气田集输系统工艺概述目前，针对高含硫气田开发的防腐问题主要采用的方法包括：采用强耐腐蚀性的管道材质（根据SY0599-2018选择），对焊缝、管件、阀门等进行抗HIC、抗SSC试验评定，对集输系统进行腐蚀监测（在线监测与定期监测），在气田集输过程中注入有机缓蚀剂，安装清管装置并根据管输效率定期清管，管线内、外采取涂层保护措施等。

其中，集输系统的腐蚀监测技术包括腐蚀挂片、电阻探针技术、PCM检测技术、超声波技术、X射线技术等。

采用强耐腐蚀性的管道材质。

在气田输送过程中注入有机缓蚀剂主要通过缓蚀剂的加入类型以及加入量进行配比优化，来实现较好的耐腐蚀效果。

另外，在气田集输系统中安装配套的清管装置，通过确定合理的清管周期对高含硫气田集输系统内的游离水、管壁沉积物质进行清理，延缓管道腐蚀。

集输管道内外侧的腐蚀通常采用防腐涂层的办法，同时进行阴极保护，避免管道外腐蚀加剧。

三、高含硫气田集输系统发生腐蚀原理造成腐蚀的原因主要包括外腐蚀和内腐蚀两方面，不同的方面其腐蚀机理也不相同。

集输系统的外腐蚀主要表现是管道设施当外部发生防腐层的脱落或磨损。

通常情况下，集输管道外表面采用3PE或石油、沥青材料作为防腐层，用于隔绝管道外表面与土壤环境直接接触。

但是因为施工过程中存在质量问题，尤其是管道焊接位置存在防腐层剥离，导致土壤中的水进入到缝隙处，当外界环境存在高压输电设备等强电场环境时，这些管道焊接缝隙处会出现杂散电流，继而引发局部电化学腐蚀现象。

当集输管道在土壤中受力不均衡时，尤其是管道拐弯处存在较大的应力，内外应力不均衡也会加速管道外部腐蚀速率。

集输系统的内腐蚀主要表现是管道壁内壁坑蚀，材质损耗内壁变薄，在管道焊接位置存在腐蚀严重且泄露的现象。

高含硫天然气净化装置腐蚀特征与典型腐蚀案例分析
裴爱霞
【期刊名称】《炼油技术与工程》
【年(卷),期】2024(54)2
【摘要】相关高含硫天然气净化装置的工程建设、设备制造、材料选型等标准规范较少,多采用或借鉴石油炼制行业标准。

普光气田天然气净化厂自2009年投产至今,因高酸性气体腐蚀,以及酸性气体、制造缺欠、材料缺陷等多因素耦合腐蚀,引发装置设备或设施多次泄漏,成为制约工厂安全、高效、长周期运行的主要问题。

通过统计分析历年异常事件、设备检维修台账、压力容器管道检测台账等,归纳了高含硫净化装置重点腐蚀区域、影响因素、腐蚀机理,得出湿硫化氢腐蚀、高温硫腐蚀、二氧化硫腐蚀、垢下腐蚀为主要腐蚀形式;从区域、类别、诱因等不同角度归纳了腐蚀分布规律,脱硫、硫磺回收系统腐蚀占比达80%以上;重点剖析了基于硫化氢、液硫、制造缺欠等因素的典型腐蚀案例,提出了高含硫天然气净化装置腐蚀防控措施,为同类酸性气田装置、设备腐蚀监检测和防控提供了借鉴。

【总页数】6页(P50-55)
【作者】裴爱霞
【作者单位】中国石化中原油田普光分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE986
【相关文献】
1.高含硫天然气净化装置停工期间设备腐蚀分析
2.高含硫天然气净化装置水冷器腐蚀分析
3.高含硫天然气净化装置胺液冷却器换热管腐蚀失效分析
4.高含硫天然气净化装置在线腐蚀监测系统优化
5.高含硫天然气净化装置的腐蚀与防护
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高含硫天然气净化装置腐蚀特性研究摘要：近几年，随着国家能源政策的调整，市场对天然气需求逐年增大。

某高含硫天然气净化厂生产调整、装置检维修等原因，导致装置处于停工备用状态，期间设备受到大气中氧、水气及残留物的共同作用，腐蚀较生产运行期间严重，造成设备出现大面积均匀腐蚀或穿孔、设备过早报废、装置开工投用困难等。

该文就停工期间的装置腐蚀问题进行了分析研究，并提出了一系列解决措施。

关键词：高含硫天然气；净化装置；腐蚀特性引言某天然气净化厂共建设6套净化装置及配套设施，每套净化装置由2个系列的脱硫、脱水、硫磺回收、尾气处理和酸水汽提单元组成。

以某气田高含硫天然气为原料，H2S和CO2平均含量分别为14%和8%(v/v)，采用MDEA法脱硫、TEG法脱水、常规克劳斯二级转化法硫磺回收、加氢还原吸收尾气、单塔低压汽提酸水的工艺路线。

1气田净化工艺流程某气田净化厂采用了MDEA法选择性脱硫脱碳、TEG法脱水、常规Claus二级转化法硫磺回收、加氢还原吸收尾气处理以及酸性水汽提的工艺路线。

脱硫单元选择性脱除高含硫原料气中几乎所有的H2S、CO2及部分有机硫，经脱水单元脱水后，合格净化气外输。

其中脱硫单元产生的酸性气在硫磺回收单元回收为液硫，液硫在储运车间成型后运至硫磺储运系统外销。

尾气处理单元净化硫磺回收单元及酸水汽提单元产生的尾气，然后进入尾气焚烧炉焚烧，产出达到国家环保要求的烟气，通过烟囱排入大气。

联合装置产生的酸性水送至酸性水汽提单元，处理合格后送至循环水厂循环使用。

2腐蚀分析及重点腐蚀部位的确定净化厂的在线腐蚀监测系统采用电感探针实时监测技术，对全厂6套12个系列联合装置进行腐蚀状况的监测。

根据系统反馈的腐蚀速率超标次数，重点腐蚀部位有4个：二级硫冷器E-305入口管线，超标7次；急冷水泵P-401出口管线，超标5次；末级硫冷器E-307出口管线，超标1次；胺液再生塔底重沸器E-104B气相返回管线，超标1次。

高含硫天然气净化装置腐蚀特性研究1. 引言1.1 研究背景高含硫天然气是一种常见的天然气资源，但含有高浓度的硫化氢和二硫化碳等硫化物，容易对管道和设备产生腐蚀作用。

随着天然气资源的开发和利用日渐增多，高含硫天然气净化装置的腐蚀问题愈发突出。

腐蚀不仅会导致设备寿命缩短，还可能引发安全事故，造成严重的经济损失和人员伤亡。

对高含硫天然气净化装置腐蚀特性进行深入研究，了解腐蚀机理，探讨腐蚀防护措施，对保障设备运行安全和减少经济损失具有重要意义。

本研究旨在通过实验方法与过程，系统地分析高含硫天然气净化装置的腐蚀特性，探索腐蚀机理，为相关行业提供技术参考和防护措施建议。

通过对实验结果与分析的深入探讨，对腐蚀问题进行全面了解，并在结论部分提出展望和建议，促进相关领域的技术发展和设备安全运行。

1.2 研究目的研究目的是为了深入了解高含硫天然气净化装置腐蚀特性，探讨其腐蚀机理及影响因素，为制定有效的腐蚀防护措施提供科学依据。

通过对其腐蚀情况进行分析和实验研究，可以为相关行业提供技术支持，降低设备腐蚀损失，延长设备使用寿命，保障生产安全和节约成本。

通过研究高含硫天然气装置腐蚀特性，还可以为环境保护和资源利用提供参考，促进我国能源产业的可持续发展。

本研究的目的在于全面了解高含硫天然气净化装置的腐蚀特性，探讨其腐蚀机理和腐蚀防护措施，为相关行业提供技术指导和保障措施。

1.3 研究意义高含硫天然气净化装置腐蚀特性研究的意义在于深入了解高含硫天然气对装置的腐蚀情况，有助于制定有效的腐蚀防护措施，提高设备的安全性和可靠性。

通过研究腐蚀机理，可以为相关领域的工程技术人员提供重要参考，帮助他们更好地解决高含硫天然气净化装置腐蚀问题。

对于相关企业和单位而言，了解高含硫天然气对设备的腐蚀特性，有助于降低维护成本，延长设备使用寿命，提高生产效率。

对高含硫天然气净化装置腐蚀特性进行研究具有重要的理论和实践意义，对于促进相关行业的发展和进步具有重要的推动作用。

含硫天然气对输送管道的腐蚀研究【摘要】我国高含硫天然气H2S、CO2含量高，还伴随有大量的天然气水，在后期净化处理过程中腐蚀问题非常突出。

为此，分析了高含硫天然气的腐蚀特征，研究了该类天然气处理在材料选择与评价、缓蚀剂防腐技术、腐蚀监测与检测等技术，提出在高含硫天然气开发设计时，就应全面引入腐蚀控制设计和腐蚀监测体系，从腐蚀控制技术的集成与优化入手，形成高含硫天然气整体防腐方案，实现腐蚀控制的整体设计和完整性管理，延长设备的使用寿命，减少设备无故停车时间，提高设备和生产的效率。

【关键词】天然气装置防腐技术研究1土壤腐蚀及其防护普通碳钢材质管道在埋地过程中腐蚀发生的原因比较复杂，总的说来，发生的腐蚀可分为四类：化学腐蚀、电化学腐蚀、杂散电流的腐蚀、微生物引起的腐蚀等。

化学腐蚀是一种全面的腐蚀，其造成的管道外壁变薄是均匀的，因此危害相对较小；而其他几类则易形成局部腐蚀乃至穿孔，危害严重，本文将对此进行详细介绍。

1、土壤腐蚀的种类。

第一，电化学腐蚀。

由于管道所埋土壤各处的物理化学性质不同、碳钢管道各部分的金相结构不同，如晶格缺陷、杂质、内部应力、表面粗糙程度等原因，一部分金属易电离，带正电的金属离子离开金属转移到土壤中，从而该段电子过剩电位变负；而另一部分金属相对不容易电离，电位较正，从而在两段间发生电子流动即发生氧化还原反应。

失去电子的管段成为阳极区，得到电子管段则成为阴极区，并和土壤一起组成回路，形成了电化学电流即腐蚀电流。

该回路的存在导致阳极区的金属离子不断电离而受到腐蚀乃至穿孔。

第二，杂散电流对管道的腐蚀。

由于外界各种电气设备的漏电与接地，在土壤中会形成杂散电流。

杂散电流的一部分又可能流入、流出埋地管线，在电流离开金属管线流入土壤处，金属管道壁产生腐蚀。

其原理类似电化学腐蚀，只不过其速度和程度远大于单纯的电化学腐蚀。

杂散电流又可分为直流电和交流电，根据腐蚀发生原理可知，直流电流的危害最大。

第三，微生物引起的腐蚀。

天然气净化装置腐蚀行为与防护摘要：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。

关键词：天然气；净化装置；腐蚀防护对于天然气净化厂而言，即使处理的原料气不同，采用的脱硫溶剂、脱硫工艺种类不同，脱硫装置发生腐蚀较严重的部位也基本相同，主要集中在再生塔塔壁及内部构件、贫富液换热器、高温富液管线、高温贫液管线、重沸器及重沸器半贫液管线等处。

1 天然气净化系统腐蚀特点及类型1.1 天然气净化系统腐蚀特点影响天然气净化系统主要腐蚀因素有酸气，水，MDEA溶液等，其中主要的腐蚀特征如下：酸气腐蚀特征：酸气（H2S-CO2-H2O）腐蚀主要由H2S-H2O和CO2-H2O两种腐蚀机理的综合。

H2S浓度越高，初始腐蚀速度越大，随着反应的进行，腐蚀速率逐渐较小。

其次是CO2引起的腐蚀，腐蚀严重的部位发生在有水的温度较高部位，表现为点蚀和蚀坑。

MDEA溶液对腐蚀影响：（1）随着溶液浓度的增加，单位体积溶液中所吸收的H2S和CO2的量就越多，从而使腐蚀加剧。

（2）热稳定性盐的阴离子很容易取代硫化亚铁上的硫离子，从而破坏致密的硫化亚铁保护层，造成设备和管线的腐蚀。

热稳定性盐在重沸器等高温部位发生分解，生成H+，使Fe与H+发生化学反应，从而造成严重腐蚀。

1.2 天然气净化系统腐蚀类型1）点蚀点蚀一般多高度集中，能够引起少数部位迅速地破坏性穿孔。

诱发点蚀的原因很多，如容器或管道的细微裂缝、金属表面的细微垢粒和其他沉积物等。

在天然气净化厂中，点蚀的敏感性一般随酸性气体分压增高与介质温度上升而增强。

2）均匀腐蚀均匀腐蚀又称全面腐蚀，是最常见的一种腐蚀形态，几乎所有的净化装置都存在此种腐蚀现象。

3）冲刷腐蚀暴露在流动介质环境下的设备，若工艺介质中含有腐蚀性介质，则会发生一般冲刷腐蚀，冲刷腐蚀实质上是由于流体力学因素与腐蚀电化学因素之间的协同效应所致。

第五章高含硫天然气生产设备的腐蚀监测技术研究第一节井下油管腐蚀检测技术方案研究一、井下管柱腐蚀检测技术（一）井下管柱腐蚀检测技术调研井下管柱腐蚀检测主要对某一时刻井下管柱的内径、壁厚等参数进行检测，分析当前管柱的腐蚀状况。

目前国外采用多臂井径仪测量油管内径的变化，来实现在不动管柱情况下对井下管柱的腐蚀检测，但这种方式只能反映出油管内壁的腐蚀状况，对外壁的腐蚀状况不能判断。

国外公司也可以利用超声波方式检测油管的壁厚，但这只适用于油、水井，对于气井，由于超声波在气体介质中的衰减很大，目前还无法实施。

对于气井，适合壁厚检测的设备是磁性测厚仪。

在腐蚀检测方面，主要对英国SONDEX公司的多臂井径仪和磁性测厚仪以及EXPRO公司的KINLEY工具进行了调研。

其具体情况如下：1）SONDEX公司的MIT多臂井径仪（1）MIT多臂井径仪工作原理MIT多臂井径仪（MULTI FINGER IMAGING TOOL）利用电缆或钢丝下入井中，一旦工具到达井底，触臂经电动张开，弹簧加载，硬而尖的触臂以较小的受力沿套管或油管内壁向上推。

向上运行过程中，每个触臂的运动传递给一个位置传感器，位置传感器输出的结果数字化后记录到存储器中或直接传到地面；同时通过深度时间记录仪记录井径仪在井筒中运行的速度和时间。

对井径仪测得的内径数据结合深度记录仪记录的速度、时间数据进行分析，就可以知道油管在不同深度处管柱内壁的腐蚀状况。

MIT多臂井径仪根据获取数据方式的不同，可分为地面在线读取式（SRO MIT ：Surface Readout MIT）和存储式（Memory MIT）：SRO MIT可直接将检测数据传到地面通过计算机进行在线显示，其优点在于能够实时反映检测工具在井筒中的检测情况，对某些存在疑问的区域可及时进行重复检测；能够了解检测工具在井下是否正常工作，如发现测量效果不好，可及时起出检测工具进行检修处理，以确保检测结果的有效性。