天然气脱碳系统腐蚀及胺液净化技术研究解析

张峰

摘 要：基于天然气脱碳系统腐蚀及胺液净化技术进行研究，并以天然气脱碳为核心，首先分析天然气脱碳系统的运行现状，然后阐述天然气脱碳系统遭受腐蚀的原因，最后提出胺液净化技术，目的在于有效降低设备腐蚀几率，进而实现装置的稳定运行。

关键词：天然气;脱碳系统;腐蚀;胺液净化技术

在运用天然气脱碳系统的时候，会出现胺液铁离子含量升高的现象，甚至还会出现设备腐蚀或者是胺液颜色出现变化等问题。因此，为了能在实际生活中实现装置的长期、稳定运行，就需要相关人员能对胺液的成分展开深入分析，并探索出天然气脱碳系统腐蚀的问题，以及胺液净化技术，从而提高天然气脱碳系统的稳定性，降低遭受腐蚀的几率。

1 天然气脱碳系统的运行现状

据目前天然气脱碳系统运行现状可看出，存有胺液中铁离子含量上升和胺液颜色遭受污染等现象。首先，针对胺液中铁离子含量上升进行分析。以海洋石油富岛有限公司为例，该企业在运用天然气脱碳系统时，在某天就出现了铁离子质量浓度超出厂控指标（<50mg/L）的现象，该现象的产生不仅代表腐蚀问题的出现，更是在一定程度上威胁着设备的运行安全性能。一旦在运行的过程当中铁离子含量升高到一定程度时，还会间接性影响溶液的化学特性，从而使得溶液当中含有大量其他的杂质，最终引发塔内填料堵塞问题，加大塔内阻力，进而给系统运行的稳定性造成了影响。与此同时，由于MDEA纯溶液本身并不是具备腐蚀性，所以大部分装置在传输胺液的设备管线设计中，都是运用碳钢材质，但就在某年月份的停车检修过程中，发现了碳钢材质管线机器阀门出现腐蚀的问题;其次，针对胺液颜色遭受污染进行分析。当天然气脱碳系统在运行过一段时间过后，其系统胺液颜色就会从最初的无色透明状，逐渐转变成为深紫色或者是蓝紫色，并且整体的透明程度也会呈现浑浊。对于系统胺液颜色产生变化的原因，可以从以下两个方面展开分析：其一，是因为原料天然气当中本身就存有有机类杂质，从而在带入系统污染胺液;其二，是因为系统在出现腐蚀现象时，因腐蚀产生的金属类离子杂质进入到胺液中污染胺液，使得胺液出现颜色变化。

2 天然气脱碳系统受腐蚀的原因

简单来说，MDEA和吸收的酸性气体实现有效结合的时候，是能够把已经形成的盐通过高温处理实现分解的，而且MDEA还可以得到再生。但是溶液当中含有的其他无机或者是有机阴离子等，都会在与MDEA结合之后形成醇胺盐，所形成的醇胺盐是无法在胺液高温再生过程中进行去除的，因此被称之为热稳定性盐，也就是（HSS），主要的生成过程可以通过公式：H+X-+MDEA=MDEAH+X-进行表示，公式当中MDEAH+X-代表的是热稳定盐，而MDEAH+代表的则是束缚胺，X-代表的是热稳定盐阴离子。HSS阴离子的一般来源包含：氯化物来源于随进口气体带入的盐水;硫氰酸盐来源于H2S与CN的反应产物;磷酸盐来源于缓蚀剂或磷酸活性炭。由此可见，对于不同气体的净化装置，HSS的组成和含量也会有所不同。伴随HSS的不断生成与累积，使得胺液脱除酸气效率正在不断下降，不仅会整改溶液具备的pH值、黏度等，甚至还会引发胺液发泡、填料堵塞等问题。某企业曾经针对MDEA溶液中存有额HSS腐蚀性做过测定，其结果显示具备较强的腐蚀性。

3 胺液净化技术

根据胺液中热稳定盐含量分析结果可看出，通过三次隔天试验时间，热稳定盐质量分数分别是3.40%、2.55%、2.90%，可看出是在2-4%之间进行涌动，而涌动的原因就是原胺液当中存有大量残留下来的碳酸氢根和碳酸根离子，从而使得分析过程中存有的计算数据出现偏差。与此同时，还运用了离子交换树脂的方式开展热稳定盐的脱除试验，该项工作的原理是：一旦存有热稳定盐阴离子的贫液借助阴离子实现交换树脂，就会以OH-进行交换阴离子，从而去除胺液当中存有的热稳定盐阴离子，最终实现还原溶剂胺、胺液净化的目的。而当树脂正在遭受完全转换的时候还可以实现再生，合理运用碱性NaOH溶液通过树脂床，树脂上存有的阴离子就会被OH-进行替代，促使热稳定盐阴离子能从树脂上脱附，循环使用再生树脂。

据目前胺液净化技术而言，胺液自身存有的无色透明颜色正在逐渐向深紫色进行转变，而且在转变的过程当中还存有严重的加深趋势。经过试验表明，经过阳离子交换树脂过濾之后的胺液颜色会发生变化，并且还会有深紫色逐渐转变成为无色透明色，而经过阴离子交换树脂过滤之后的胺液颜色不存有明显变化。可见，胺液当中存有的颜色变化是由金属阳离子引发的。若是结合金属阳离子具备的显色特性，很有可能是由铬离子、亚铁离子或者是钴离子等有色金属离子，其中钴与铬会呈现紫色现象，而二价铜与铁分别会呈现蓝色与浅绿色的现象，三价铁则是会呈现褐色。总体而言，溶液的颜色变化很有可能会因为某种单一金属离子显色，亦或者是多个金属离子颜色相互叠加作用的结果。

4 结束语

综上所述，现如今胺液当中存有的热稳定盐含量已经超出行业可控值内，而且伴随胺液系统铁离子含量的逐渐提高，使得脱碳系统也受到了腐蚀。因此，将针对天然气脱碳系统腐蚀及胺液净化技术展开分析，从而有效降低设备腐蚀几率，实现装置的稳定运行。

参考文献：

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