天然氣脫碳系統(tǒng)腐蝕及胺液凈化技術(shù)研究解析

張峰

摘 要：基于天然氣脫碳系統(tǒng)腐蝕及胺液凈化技術(shù)進(jìn)行研究，并以天然氣脫碳為核心，首先分析天然氣脫碳系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀，然后闡述天然氣脫碳系統(tǒng)遭受腐蝕的原因，最后提出胺液凈化技術(shù)，目的在于有效降低設(shè)備腐蝕幾率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：天然氣;脫碳系統(tǒng);腐蝕;胺液凈化技術(shù)

在運(yùn)用天然氣脫碳系統(tǒng)的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)胺液鐵離子含量升高的現(xiàn)象，甚至還會(huì)出現(xiàn)設(shè)備腐蝕或者是胺液顏色出現(xiàn)變化等問題。因此，為了能在實(shí)際生活中實(shí)現(xiàn)裝置的長(zhǎng)期、穩(wěn)定運(yùn)行，就需要相關(guān)人員能對(duì)胺液的成分展開深入分析，并探索出天然氣脫碳系統(tǒng)腐蝕的問題，以及胺液凈化技術(shù)，從而提高天然氣脫碳系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低遭受腐蝕的幾率。

1 天然氣脫碳系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀

據(jù)目前天然氣脫碳系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀可看出，存有胺液中鐵離子含量上升和胺液顏色遭受污染等現(xiàn)象。首先，針對(duì)胺液中鐵離子含量上升進(jìn)行分析。以海洋石油富島有限公司為例，該企業(yè)在運(yùn)用天然氣脫碳系統(tǒng)時(shí)，在某天就出現(xiàn)了鐵離子質(zhì)量濃度超出廠控指標(biāo)（<50mg/L）的現(xiàn)象，該現(xiàn)象的產(chǎn)生不僅代表腐蝕問題的出現(xiàn)，更是在一定程度上威脅著設(shè)備的運(yùn)行安全性能。一旦在運(yùn)行的過程當(dāng)中鐵離子含量升高到一定程度時(shí)，還會(huì)間接性影響溶液的化學(xué)特性，從而使得溶液當(dāng)中含有大量其他的雜質(zhì)，最終引發(fā)塔內(nèi)填料堵塞問題，加大塔內(nèi)阻力，進(jìn)而給系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性造成了影響。與此同時(shí)，由于MDEA純?nèi)芤罕旧聿⒉皇蔷邆涓g性，所以大部分裝置在傳輸胺液的設(shè)備管線設(shè)計(jì)中，都是運(yùn)用碳鋼材質(zhì)，但就在某年月份的停車檢修過程中，發(fā)現(xiàn)了碳鋼材質(zhì)管線機(jī)器閥門出現(xiàn)腐蝕的問題;其次，針對(duì)胺液顏色遭受污染進(jìn)行分析。當(dāng)天然氣脫碳系統(tǒng)在運(yùn)行過一段時(shí)間過后，其系統(tǒng)胺液顏色就會(huì)從最初的無色透明狀，逐漸轉(zhuǎn)變成為深紫色或者是藍(lán)紫色，并且整體的透明程度也會(huì)呈現(xiàn)渾濁。對(duì)于系統(tǒng)胺液顏色產(chǎn)生變化的原因，可以從以下兩個(gè)方面展開分析：其一，是因?yàn)樵咸烊粴猱?dāng)中本身就存有有機(jī)類雜質(zhì)，從而在帶入系統(tǒng)污染胺液;其二，是因?yàn)橄到y(tǒng)在出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象時(shí)，因腐蝕產(chǎn)生的金屬類離子雜質(zhì)進(jìn)入到胺液中污染胺液，使得胺液出現(xiàn)顏色變化。

2 天然氣脫碳系統(tǒng)受腐蝕的原因

簡(jiǎn)單來說，MDEA和吸收的酸性氣體實(shí)現(xiàn)有效結(jié)合的時(shí)候，是能夠把已經(jīng)形成的鹽通過高溫處理實(shí)現(xiàn)分解的，而且MDEA還可以得到再生。但是溶液當(dāng)中含有的其他無機(jī)或者是有機(jī)陰離子等，都會(huì)在與MDEA結(jié)合之后形成醇胺鹽，所形成的醇胺鹽是無法在胺液高溫再生過程中進(jìn)行去除的，因此被稱之為熱穩(wěn)定性鹽，也就是（HSS），主要的生成過程可以通過公式：H+X-+MDEA=MDEAH+X-進(jìn)行表示，公式當(dāng)中MDEAH+X-代表的是熱穩(wěn)定鹽，而MDEAH+代表的則是束縛胺，X-代表的是熱穩(wěn)定鹽陰離子。HSS陰離子的一般來源包含：氯化物來源于隨進(jìn)口氣體帶入的鹽水;硫氰酸鹽來源于H2S與CN的反應(yīng)產(chǎn)物;磷酸鹽來源于緩蝕劑或磷酸活性炭。由此可見，對(duì)于不同氣體的凈化裝置，HSS的組成和含量也會(huì)有所不同。伴隨HSS的不斷生成與累積，使得胺液脫除酸氣效率正在不斷下降，不僅會(huì)整改溶液具備的pH值、黏度等，甚至還會(huì)引發(fā)胺液發(fā)泡、填料堵塞等問題。某企業(yè)曾經(jīng)針對(duì)MDEA溶液中存有額HSS腐蝕性做過測(cè)定，其結(jié)果顯示具備較強(qiáng)的腐蝕性。

3 胺液凈化技術(shù)

根據(jù)胺液中熱穩(wěn)定鹽含量分析結(jié)果可看出，通過三次隔天試驗(yàn)時(shí)間，熱穩(wěn)定鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是3.40%、2.55%、2.90%，可看出是在2-4%之間進(jìn)行涌動(dòng)，而涌動(dòng)的原因就是原胺液當(dāng)中存有大量殘留下來的碳酸氫根和碳酸根離子，從而使得分析過程中存有的計(jì)算數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。與此同時(shí)，還運(yùn)用了離子交換樹脂的方式開展熱穩(wěn)定鹽的脫除試驗(yàn)，該項(xiàng)工作的原理是：一旦存有熱穩(wěn)定鹽陰離子的貧液借助陰離子實(shí)現(xiàn)交換樹脂，就會(huì)以O(shè)H-進(jìn)行交換陰離子，從而去除胺液當(dāng)中存有的熱穩(wěn)定鹽陰離子，最終實(shí)現(xiàn)還原溶劑胺、胺液凈化的目的。而當(dāng)樹脂正在遭受完全轉(zhuǎn)換的時(shí)候還可以實(shí)現(xiàn)再生，合理運(yùn)用堿性NaOH溶液通過樹脂床，樹脂上存有的陰離子就會(huì)被OH-進(jìn)行替代，促使熱穩(wěn)定鹽陰離子能從樹脂上脫附，循環(huán)使用再生樹脂。

據(jù)目前胺液凈化技術(shù)而言，胺液自身存有的無色透明顏色正在逐漸向深紫色進(jìn)行轉(zhuǎn)變，而且在轉(zhuǎn)變的過程當(dāng)中還存有嚴(yán)重的加深趨勢(shì)。經(jīng)過試驗(yàn)表明，經(jīng)過陽(yáng)離子交換樹脂過濾之后的胺液顏色會(huì)發(fā)生變化，并且還會(huì)有深紫色逐漸轉(zhuǎn)變成為無色透明色，而經(jīng)過陰離子交換樹脂過濾之后的胺液顏色不存有明顯變化?？梢?，胺液當(dāng)中存有的顏色變化是由金屬陽(yáng)離子引發(fā)的。若是結(jié)合金屬陽(yáng)離子具備的顯色特性，很有可能是由鉻離子、亞鐵離子或者是鈷離子等有色金屬離子，其中鈷與鉻會(huì)呈現(xiàn)紫色現(xiàn)象，而二價(jià)銅與鐵分別會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色與淺綠色的現(xiàn)象，三價(jià)鐵則是會(huì)呈現(xiàn)褐色。總體而言，溶液的顏色變化很有可能會(huì)因?yàn)槟撤N單一金屬離子顯色，亦或者是多個(gè)金屬離子顏色相互疊加作用的結(jié)果。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)如今胺液當(dāng)中存有的熱穩(wěn)定鹽含量已經(jīng)超出行業(yè)可控值內(nèi)，而且伴隨胺液系統(tǒng)鐵離子含量的逐漸提高，使得脫碳系統(tǒng)也受到了腐蝕。因此，將針對(duì)天然氣脫碳系統(tǒng)腐蝕及胺液凈化技術(shù)展開分析，從而有效降低設(shè)備腐蝕幾率，實(shí)現(xiàn)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

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