胺液再生系統(tǒng)的腐蝕原因分析及對(duì)策.doc

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1、胺液再生系統(tǒng)的腐蝕原因分析及對(duì)策摘要：本文介紹了胺液再生系統(tǒng)容易發(fā)生腐蝕的部位、腐蝕原因及原理，并提出了解決措施。關(guān)鍵詞：胺液再生腐蝕原因?qū)Σ邍?guó)內(nèi)大部分干氣、液態(tài)坯脫硫裝置使用胺液（甲基二乙醇胺（MDEA））作為干氣、液態(tài)姪脫硫溶劑，胺液再生系統(tǒng)是煉廠重要的輔助生產(chǎn)系統(tǒng)，其再生過程將在常溫下吸收了酸性氣（H2S、C02）的富胺液通過提高溫度重新釋放出去的可逆過程。經(jīng)過再生的貧胺液循環(huán)循環(huán)使用，酸性氣作為硫磺裝置冋收裝置的原料。近年來，隨著原油中硫含量不斷增加，胺液再生系統(tǒng)的腐蝕情況表現(xiàn)也比較突出。1易腐蝕的部位和腐蝕現(xiàn)場(chǎng)胺液再牛裝置的基本工藝流程如圖1所示，富液在閃蒸罐屮降至

2、一定壓力，富液中溶解的姪類閃蒸出來，閃蒸氣通常作為工廠的燃料氣。閃蒸后的富液進(jìn)入貧富溶液換熱器，與再生后的貧液換熱回收熱量。在胺液再生系統(tǒng)中，容易發(fā)生腐蝕的部位有：胺液再生塔富胺液進(jìn)料系統(tǒng)，如進(jìn)料換熱器、進(jìn)料管線調(diào)節(jié)閥附近配管、再生塔塔體富胺液進(jìn)料段殼體等；胺液再牛塔重沸器和蒸汽回路；胺液再生塔塔頂冷凝器。2腐蝕原因甲基二乙醇胺溶液本身是弱有機(jī)堿，對(duì)金屬?zèng)]有腐蝕作用。然而溶液經(jīng)過再生過程后，雖然大部分II2S和C02被解吸成酸性氣，但溶液中仍含油少量未脫除的H2S和C02,在有水的條件下，這些介質(zhì)成為腐蝕的主要因素。胺液脫硫系統(tǒng)的腐蝕環(huán)境主要有三種：2.1再生塔等冷凝系統(tǒng)的C

3、02-H2S-H20腐蝕環(huán)境在有水存在的條件下，II2S與金屬作用生產(chǎn)了硫化物和氫，除產(chǎn)生一般腐蝕外，還會(huì)發(fā)生原子氫滲入金屬內(nèi)部，繼而生產(chǎn)氫鼓泡。在腐蝕反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，H2S阻礙餓了原了氫集合成氫的過程，引起原了氫在碳鋼中擴(kuò)散，正常情況下，這種腐蝕是均勻的，但這種腐蝕的發(fā)生會(huì)隨著溫度的升高而加劇。游離的或化合的C02均能引起腐蝕，有均勻腐蝕，也有局部腐蝕。60°C以下鋼鐵表面存在少量軟而附著力小的FeC03腐蝕產(chǎn)物，金屬表面光滑，呈現(xiàn)均勻腐蝕。100°C附近，腐蝕產(chǎn)物膜厚而松，易發(fā)生嚴(yán)重的均勻腐蝕和局部腐蝕，膜破裂或脫落處腐蝕縱向發(fā)展。150°C以上，腐蝕產(chǎn)物是細(xì)致、緊密附著力強(qiáng)

4、、具有保護(hù)性的FeC03和Fe3C04膜，降低了腐蝕速率。而C02的含量對(duì)鋼的腐蝕形態(tài)也有顯著影響，當(dāng)C02的含量低時(shí)，發(fā)生C02均勻腐蝕，含量高時(shí)會(huì)發(fā)生不同程度的點(diǎn)腐蝕，當(dāng)C02分壓大于0.207MPa時(shí)，則發(fā)生嚴(yán)重的局部腐蝕。2.3胺液污染物腐蝕環(huán)境污染物主要有胺降解產(chǎn)物、熱穩(wěn)定鹽、坯類物質(zhì)、氧和硫化亞鐵等固體物等，除本身會(huì)造成均勻腐蝕和沖刷腐蝕外，還會(huì)促進(jìn)C02的腐蝕。各種酸性強(qiáng)于H2S和C02的雜質(zhì)與MEDA形成鹽，對(duì)MDEA體系性能的影響較其他醇胺更為嚴(yán)重。它不能通過加熱解析的方法再生，這類鹽統(tǒng)稱為熱穩(wěn)定鹽(HSS)o原料中的酸類和胺液結(jié)合形成HSS的主要因素有：%

5、1原料氣中的S02、C7-和CL-,在胺液中反應(yīng)可生產(chǎn)硫酸鹽、硫代硫酸鹽、硫氧酸鹽、鹽酸鹽。%1原料氣中的CN-能直接水解為甲酸。%1從胺液中析出的氧會(huì)形成降解物、甲酸鹽和乙酸鹽。%1原料氣中的CO能在堿性環(huán)境中直接反應(yīng)生成甲酸。超過0.5%(w)和極限的2%(w)范圍，胺的降解物具有腐蝕性，同時(shí)降低活性胺的量，增加酸性氣的腐蝕性。熱穩(wěn)定鹽是由泥漿狀不溶固體顆粒組成，這些固體顆粒的存在對(duì)設(shè)備表面存在很大的沖蝕作用，導(dǎo)致了裝置設(shè)備和管線的腐蝕問題?？偟臒岱€(wěn)定鹽要求不超過溶液的0.5%o2.4沖擊腐蝕在重沸器的兩相返回口處，由于胺液流通面積減少、流速提高，胺液中所夾帶的氣泡形成一

6、定的沖擊力，因而在重沸器兩液相返回口易形成沖擊腐蝕，形成局部點(diǎn)蝕，但在管線的彎頭處易發(fā)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象。3腐蝕影響因素影響胺液脫硫系統(tǒng)腐蝕程度的因素有酸性氣的吸收量、HSAS(耐熱胺鹽)、流速、溫度、濃度、有關(guān)材質(zhì)和設(shè)備結(jié)構(gòu)等。腐蝕速率與溫度、速度、濃度成正比，并和負(fù)荷成正比，高負(fù)荷下在調(diào)節(jié)閥下游和換熱器內(nèi)放出氣體，腐蝕加速。從碳鋼開始腐蝕，貧液流速＞1?5m/s＞富液流速＞0.6m/So低速下是均勻腐蝕，較高流速和紊流導(dǎo)致酸性氣從溶液中析出，特別再?gòu)濐^、大小頭和閥后流速高的地方形成溝狀。4主要防腐蝕措施4.1關(guān)鍵設(shè)備材質(zhì)升級(jí)設(shè)備的關(guān)鍵部位，如再生塔的殼體、內(nèi)部構(gòu)件、塔頂空冷器管束

7、、貧富換熱器的管程、重沸器管子和酸性氣冷凝器和貧液冷卻器的管程和富液管線采用不銹鋼材質(zhì)。4.2設(shè)計(jì)選用合理的工藝參數(shù)API胺在換熱器和配管的流速推薦值為l?8m/s以下，NACE07398規(guī)定換熱器＜0.9m/s通常設(shè)計(jì)采用的是碳鋼管，富液流速為0.6?0.8m/s。采用低壓蒸汽加熱，減少胺分解，極限溫度為149°C。4.3再生塔重沸器結(jié)構(gòu)合理設(shè)萱由于再生塔重沸器管朿上方殼程的空間較小，溶液受熱發(fā)生汽化相變后體積急劇膨脹，分子運(yùn)動(dòng)速率加快。與管束上方空間不足，氣、液分離效果差，且對(duì)殼體和內(nèi)封頭的沖擊作用