天然气脱碳再沸器花板处列管腐蚀穿孔原因分析与防范措施

顾晓峰，吴宝清，王日生

（江苏太湖新材料控股有限公司，江苏常州 213169）

天然气脱碳再沸器花板处列管腐蚀穿孔原因分析与防范措施

顾晓峰，吴宝清，王日生

（江苏太湖新材料控股有限公司，江苏常州 213169）

天然气脱碳再沸器花板处列管腐蚀穿孔会导致热媒导热油进入循环胺液中引发胺液污染事故的发生，准确分析原因并针对性采取预防措施是防范事故再发生的根本方法。

脱碳；再沸器；腐蚀穿孔；防范措施

1 脱碳再沸器花板处列管腐蚀穿孔

某天然气处理厂脱碳再沸器花板处列管29处穿孔，导致约6t导热油进入100方循环胺液中污染事故发生。

再沸器花板处29根穿孔列管进行临时堵漏处理后，对系统进行热水洗涤加氮气吹扫，后拿出再沸器U型管作进一步检查，漏点基本为U形列管与花板胀接管处、且以管箱隔板下侧为主。

2 原因调查

1）经专业检查花板材质为304、列管材质为304，采用一般换热管与管板的强度焊加贴胀工艺。

2）被污染的系统胺液检测数据如下：

p H 10、总碱度480～510g／L、铁离子68mg／L、氯离子～0.1 mg／mL、导热油含量5.66%、胺液颜色为黄棕色。

3）该装置主要相关操作指标实际运行情况

（1）进气：压力4.48 MPa、温度48℃、气量：～56191m3（标）／h、二氧化碳含量～1.2%，含硫物质含量：检不出；

（2）胺液循环量～100 m3／h；

（3）再沸器进油温度～160℃、出油温度～120℃、出再沸器贫胺温度113～117℃。

3 原因分析

1）实测该装置被污染后的循环胺液中氯离子为～0.1 mg／m L，这是含6方导热油实测数据，扣除导热油后胺液中氯离子实际最高含量可达0.106 mg／m L并随胺液总碱度波动而波动，当循环胺液进入再沸器列管后，自下而上流过U型加热管后溢流出再沸器。虽花板与列管材质经检测为304，由于采用一般换热管与管板的强度焊加贴胀工艺，实际就意味着列管与花板连接处存在0.025～0.1mm的缝隙，有的可达0.3～0.5mm，缝隙深度为10～40 mm。进入这一缝隙内胺液受管内高温热油加热而快速脱水浓缩，缝隙内氯离子含量将上升30倍左右至3.18 mg／mL即318 mg／L左右。经验表明304在氯离子浓度为10mg／L时最高容许温度为120℃，而再沸器进油温度～160℃、出油温度～130℃，一个局部浓缩且不断提浓的相对高氯离子环境，是引起再沸器列管花板处点蚀直至腐蚀穿孔的原因。下部进油温度高于上部，因此点蚀穿孔首先集中于隔板下部发生。这种集中于局部区域带明显倾向性、规律性的点蚀穿孔应是局部与整体差异性原因所致（材质选型为S30408，重要加工环节所选加工工艺细节上的差异，客观上营造了一个对胺液中有害离子浓缩提浓区）。局部区域的浓缩效应，首先使该区域氯离子含量大幅上升，足以具备发生孔蚀的条件。不锈钢的孔蚀是金属溶解的一种独特形式。发生孔蚀时，铁在蚀孔内溶解，生成Fe2＋，同时引起蚀孔内产生过量的正电荷，结果使Cl－迁移到蚀孔中以维持蚀孔内溶液的电中性。因此，蚀孔内会伴有高浓度的FeCl2。

（氯离子来源：循环水冷器渗入循环水、原始清洗时碳酸钾不是无氯碳酸钾、补水含氯等均可构成可能的氯离子来源）

2）胺液中铁离子含量因上述氯离子腐蚀而上升。正规胺液厂家提供的天然气深度脱碳配方胺液一般不含MEA、MDEA采用环氧乙烷与一甲胺（非水溶液）反应）合成、也不含氯元素，不具备对设计选定的304锁定特定区域进行穿孔腐蚀的能力。

3）若胺液有腐蚀应是面腐蚀而非集中于列管与花板连接的小缝隙之中。任何事故的原因都是客观存在的，只有客观准确分析、找出真正原因并采取针对性改良措施，才能有效防范类似污染事故的再发生。

4 防范措施

1）改进换热管与花板连接工艺，尽可能选用液压強度胀接加机械补胀方式，消除端部内部间隙，使管子与管孔完全贴合。

2）加强补水水质日常检测、勤查：例再生气循环水冷器设备完好情况，杜绝运行过程中一切可能的氯离子源。采用304材质循环胺液中氯离子浓度仅须达0.33 mg／h，在再沸器端面连接中U型换热管与花板有缝隙条件下，将因为局部浓缩效应而存在局部区域腐蚀穿孔的可能性，因此要定期对循环胺液进行铁、氯两离子含量的检测，及时发现隐患并予以消除。

3）原始开车时最好选用无氯碳酸钾进行碱洗，防止如氢氧化钠含氯、碱洗后漂洗不彻底而留下氯离子腐蚀隐患。碱洗后漂洗要达标合格。

4）原始配胺水质应采用合格脱盐水。原始胺液配置工作完成后要实测总碱度、泡高、消泡时间、铁离子、氯离子等数据存档，并以此作为系统胺液清洁化管理参照系，強化日常胺液清洁化管理工作。

Natural gas decarbonization reboiler at the tube
corrosion perforation plate causes and prevention measures

Gu Xiao-feng,Wu Bao-qing,Wang Ri-sheng
（Taihu Jiangsu new material Holdings Co.，Ltd.，Changzhou Jiangsu，213169 China）

natural gas decarbonization and reboiler flower plate at the tube array corrosion perforation can cause heat medium heat conducting oil into cyclic amine liquid lead to the occurrence of amine liquid pollution accident，accurate analysis of the causes and to take preventive measures is the fundamental method to prevent accidents from happening again.

decarburization；reboiler；corrosion；prevention measures

TQ113.29

B

1003-6490（2015）04-0035-02

2015－07－21

顾晓峰（1978－），男，江苏常州人，化工工艺工程师，江苏太湖新材料控股有限责任公司总经理。