田晓龙 李梦洁 马玉琴 姜涛
(中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第一采气厂,陕西西安710021)
脱水撬精馏柱与缓冲罐盘管防腐技术研究
田晓龙 李梦洁 马玉琴 姜涛
(中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第一采气厂,陕西西安710021)
靖边气田在天然气开采的过程中广泛使用了撬装脱水工艺,受地层水矿化度及分离不彻底等因素影响,用于物理脱水的三甘醇很容易污染、变质,不断腐蚀精馏柱及缓冲罐换热盘管,甚至因为腐蚀造成脱水撬检修投产后出现了二次检修,大大降低了设备的完好率及使用率,也给安全生产带来了不便。本文主要针对脱水橇运行现状中的精馏柱及缓冲罐换热盘管腐蚀穿孔进行防腐技术的研究。
精馏柱;换热盘管;防腐技术
靖边气田自1997年投入开发以来,已使用了几十套不同类型和规格的撬装式天然气脱水装置用于集气站天然气深度脱水,其良好的性能为气田的生产提供了有利保障,并成为集气站生产的核心设备。针对脱水撬运行过程中出现的精馏柱及缓冲罐盘管腐蚀问题一直未能寻求到较好的防范措施,并长期困扰天然气脱水加工,致使水露点不合格,管道输送能力降低。
2009年至2014年,某厂管理的92座集气站多套脱水撬都曾在运行过程中因为脱水撬精馏柱及缓冲罐盘管腐蚀故障致集气站停产被动检修。通过对脱水撬的运行检查,我们发现,一旦出现腐蚀穿孔,就会出现如下状况:
(1)三甘醇再生效果降低,脱水露点不合格,升至标准露点以上。
(2)三甘醇溶液污染发泡,精馏柱伴有大量刺鼻严重的异味水汽冒出,三甘醇损耗超标,液位下降明显。
(3)三甘醇循环泵往复频次较原处理量设置泵次有所提高,闪蒸罐无法建压,也无法建立闪蒸液位。
(4)三甘醇富液出精馏柱换热管线温度下降明显。
(5)三甘醇粘度降低,结晶盐堵塞三甘醇循环管路或管路中有大量结晶盐颗粒存在。
2.1 腐蚀成因分析
2.2 腐蚀环境分析
(1)天然气生产过程中携带出的高矿化度地层水、凝析油、腐蚀产物、机械杂质及化学助剂等杂质未被分离器完全分离,而直接带入脱水装置,预处理深度不够造成三甘醇溶液的严重污染带来的腐蚀。
(2)含硫天然气中的酸性组分(H2S、CO2)溶解在三甘醇中,降低了三甘醇的PH值,造成三甘醇溶液酸度提高,且硫化氢与三甘醇发生化学反应,生成无机酸脂,加速三甘醇溶液的变质所带来的酸腐蚀。
(3)高矿化度地层水进入三甘醇溶液后,其中的无机盐分(CaCl2、NaCl、MgCl2等)易与再生三甘醇发生反应生产结晶醇(结晶络合物)并形成累积,流经精馏柱及缓冲罐盘管时带来的磨损及应力腐蚀。
(4)鲜三甘醇保管工作不善,使其意外混入其它杂质或者敞口储存,导致三甘醇的氧化而产生有机酸的腐蚀。
针对精馏柱盘管腐蚀穿孔现象,最有效的对策就是降低或打破金属腐蚀条件,改变腐蚀环境,并采取积极工艺运行措施,同步加大设备腐蚀及运行数据监测,采用新工艺才能延长或从根本上解决腐蚀现象。
(1)配合设备检修,我们对所有使用的脱水撬精馏柱及缓冲罐盘管腐蚀坑点进行了壁厚检测,并采用手动试压泵对盘管进行打压1MPa,30分钟低压稳压水试验,对壁厚减薄或出现腐蚀穿孔的盘管采用整根管件进行整体热煨焊接,重新更换安装,避免形成焊缝腐蚀而带来金属盘管腐蚀,解决已经出现的精馏柱盘管腐蚀穿孔问题,但在经过2-3年的腐蚀环境运行后,问题再次出现。
(2)脱水撬检修过程中,克服设计限制,采取化学清洗,彻底的对脱水撬内的沉积物进行清理,同时延长水联运时间,由原来的24小时延长至72小时,每日更换联运水溶液(直至联运水溶液清洁,PH值测试中性),避免新加入的三甘醇因沉积物未彻底清理造成运行较短时间变黑,降低三甘醇污染,延长金属盘管使用寿命。
(3)加强运行管理,全面调整在用高效分离设备工艺参数,根据气井产水量变化合理加密分离排液,降低进入吸收塔天然气携液量,尤其是加强大高矿化度产水井进塔前原料气分离预处理工作,防止游离水污染三甘醇,降低腐蚀环境的形成。
(4)对产凝析油、加注泡排液、矿化度较高的气井,定期化验三甘醇,加入磷酸三丁酯消泡、加入乙醇胺调节三甘醇PH值,降低弱酸、弱碱的形成条件,延缓腐蚀。
(5)整体优化所有脱水撬工艺运行参数,确保水露点合格的同时,降低三甘醇泵的运行频率,降低三甘醇所含盐类对管线内部的局部应力腐蚀(冲蚀)。
(6)增加设备配置,对气井所产地层水矿化度相对较高的分离进行了强化,增加DN1000的卧式、螺道分离器,彻底分离气流中携带的游离水组分,降低三甘醇变质、发泡形成条件,延缓腐蚀环境的
(1)HS-128涂层可全面应用在我厂脱水撬精馏柱的加工、防腐制作,但具体的防腐时效需要进一步验证,以便总结经验,开展该技术在其它设备的适用性推广。
(2)针对缓冲罐盘管,需要进一步开展成膜物为环氧三聚氢胺甲醛树脂的TH-847(底2+面2)HS-128(面2)六道漆的复合涂层防腐挂片试验研究,以期获得解决涂层与钢材附着力及其致密性更详实的试验数据和结论,攻克耐腐蚀、耐高温的难关。HS-128涂层可应用在现场已使用2-3年的金属盘管上,用于延缓腐蚀,降低整体盘管加工、制作的周期,降低成本消耗。
(3)精馏柱及缓冲罐盘管成品装卸、运输过程中,必须采用较软的材料进行整体包裹,安装中防止工器具敲击、剐蹭损坏表面涂层,影响整体防腐性能。
田晓龙(1987-)男,汉族,甘肃庆阳人,助理主办,主要从事人力资源管理工作。