Технология переработки природного газа и конденсата - Афанасьев А.И.
ISBN 5-8365-0107-6
Скачать (прямая ссылка):
Коррозии оборудования также способствует накопление в растворе твердых частиц, которые разрушают защитные пленки, вызывают эрозию металла. Такими твердыми частицами являются сульфид железа, окись железа, пыль, песок, прокатная окалина, которые попадают в абсорбер вместе с потоком газа.
Интенсивность коррозии возрастает в ряду: первичные ал-каноламины > вторичные > третичные, так как более реакци-онноспособные первичные и вторичные амины требуют более высоких температур для десорбции кислых газов; остаточное содержание кислых газов в регенерированных растворах таких аминов также выше.
Оборудование установок аминовой очистки газов помимо общей коррозии подвергается и другому виду разрушения -коррозионному растрескиванию. Зарегистрированы случаи появления коррозионных трещин в абсорберах, десорберах, теплообменниках, трубопроводах.
В литературе неоднозначно оценивается влияние на коррозионную агрессивность аминовых растворов, увеличение их концентрации. В основном проводятся данные по усилению коррозии с увеличением концентрации растворов первичных аминов.
Специалисты ГПЗ месторождения Лак (Франция) утверждают, что возможно использование ДЭА концентрации до 40 % мае. без ингибитора коррозии с приемлемой степенью коррозии оборудования.
299
Исследования, проведенные в институте ВНИИНефтемаш, показали, что при увеличении концентрации ДЭА с 20 до 50 % мае. при степени насыщения амина кислыми газами 0,5 моль/моль (H2S /CO2 - 1/1) скорость коррозии углеродистой стали снижается. Для 50 % мае. раствора ДЭА она составляет 0,1 мм/год, что дает возможность при прибавке на коррозию 3 мм (стандарт) прогнозировать длительный срок эксплуатации оборудования. Было также установлено, что при увеличении концентрации ДЭА в растворе, склонность сталей к коррозионному растрескиванию уменьшается.
Оценка коррозионной агрессивности различных абсорбентов, насыщенных H2S и CO2, проведенная в автоклавах под давлением на Опытном заводе ВНИИГАЗа в условиях, близких к промышленным, показала (табл. 4.38), что скорость коррозии (сталь 20) в водных растворах МДЭА и смеси МДЭА+ДЭА (соотношение МДЭА/ДЭА = 50/50 %) не намного превышает значения для одного стандартного ДЭА одинаковой концентрации. Коррозионная агрессивность абсорбентов физико-химического действия - "Укарсол-702" ниже, чем для ДЭА. Скорость коррозии стали 20 для всех испытываемых растворов в данных условиях не превышает 0,1 мм/год, что ниже допустимой - 0,3 мм/год.
При очистке газа водными растворами аминов коррозия происходит по всему тракту поглотительного раствора. Наиболее интенсивная коррозия наблюдается в зонах с максимальной концентрацией кислых газов и максимальной температурой, поэтому в промышленных условиях наиболее интенсивной коррозии обычно подвержены теплообменники, кипятильники, конденсаторы, десорберы.
Обычно основное оборудование установок очистки газа изготавливается из углеродистой стали и лишь наиболее подверженные коррозии узлы (трубные пучки теплообменников, кипятильников, холодильников) из нержавеющей стали, скорость коррозии которой в 10-100 раз ниже, чем углеродистой стали.
Таблица 4.38 1
Скорость коррозии стали 20 в различных абсорбентах (р = SO МПа, t = 90 °С, Ia = 0,5 моль/моль, H2S/C02 = 2:1)
Абсорбент, % мае. Скорость коррозии, мм/ год
ДЭА (40 %) 0,06
МДЭА (40 %) 0,074
МДЭА + ДЭА (40 %) 0,09
Укарсол-702 (70 % ) 0,05
300
Абсорберы обычно не корродируют, хотя бывают случаи коррозионного растрескивания при определенных условиях. Одним из средств борьбы с растрескиванием является отжиг сварных швов.
Термообработке подвергаются и сами колонны. Срок службы абсорберов и десорберов поддерживается увеличением толщины стенок при их изготовлении.
В теплообменниках трубные пучки корродируют как со стороны насыщенного, так и регенерированного раствора, что объясняется высоким содержанием кислых газов в растворе и неполной их отпаркой из раствора. При этом особенно интенсивная коррозия происходит в высокотемпературной секции теплообменников, в которых раствор перегревается выше температуры кипения и происходит десорбция кислых газов. Кожухи из углеродистой стали обычно корродируют значительно слабее.
Особенно агрессивны условия работы кипятильников (ри-бойлеров), что связано с тем, что в них зачастую происходит отпарка значительного количества CO2 при температуре около 130 °С, и образуются застойные зоны, содержащие CO2 и продукты деструкции амина.
Подвержены коррозии и конденсаторы-холодильники парогазовой смеси, выходящей из десорбера. Добавление этанола-мина (до 1 %) в газообразную систему H2O - H2S - CO2 приводит к значительному ослаблению коррозии углеродистой стали. Поэтому, в последнее время охлаждение парогазовой смеси проводится в верхней части десорбера путем непосредственного контакта с флегмой, циркулирующей в замкнутом контуре (см. рис. 4.39).
Ниже приведены мероприятия по борьбе с коррозией на аминовых установках очистки газа.
На стадии эксплуатации:
поддержание низких скоростей в теплообменниках амин/ /амин;
циркуляция насыщенного раствора амина по трубам теплообменника, а регенерированного раствора - в межтрубном пространстве;
