第22卷第4期2008年8月
TOTAL CORROSION CONTROL
Vol.22 No.4
Aug. 2008
1概述
三维数据采集
水是天然气从采出至消费的各个处理加工步骤中最常见的杂质组分,且其含量经常达到饱和。冷凝水的局部积累将限制管道中天然气的流率,降低输气量,而且水的存在使输气过程增加了不必要的动力消耗;液相水与CO2或H2S接触后会生成具有腐蚀性的酸,H2S不仅导致常见的电化学腐蚀,它溶于水生成的HS-还会促使阴极放氢加快, HS-阻止原子氢结合为分子氢,从而造成大量原子态氢积聚在钢材表面,导致钢材氢鼓泡、氢脆及硫化合物应力腐蚀开裂(SSC;湿天然气中经常遇到的另一个麻烦问题是,其中所含水分和小分子气体及其混合物可在较高的压力和温度高于0℃的条件下,形成一种外观类似于冰的固体水合物。因此,天然气一般都应先经脱水处理,使之达到规定的指标后才能进入输气干线。我国强制性国家标准规定:在天然气交接点的温度和压力条件下,天然气的水露点应比最低环境温度低5℃。在CO2或H2S存在的情况下,目前海洋工程设计过程中认为只有当水露点比最低操作温度低10℃时介质不具有腐蚀性。 甘醇类化合物具有很强的吸湿性,其水溶液冰点较低,故广泛应用于天然气脱水。最初应用于工业的是二甘醇(DEG,上世纪50年代后主要采用三甘醇(TEG,其热稳定性更好,容易再生,蒸气压也更低,且相同质量浓度下TEG可达到更大的露点降,而且TEG的毒性很轻微,沸点较高,常温下基本不挥发,故使用时不会引起呼吸中毒,与皮肤接触也不会造成伤害。因此,TEG 脱水方法是天然气工业中应用最普遍的方法。
2 TEG脱水系统的工艺流程
如图1[1]所示,TEG脱水装置主要包括2部分:天然气在压力和常温下脱水;富TEG溶液在低压和高温下再生(提浓。此图所示流程包括了若干优化操作方面的考虑,如以气体—TEG换热器调节吸收塔顶温度,以分流(或全部富液换热的方式控制进入闪蒸罐的富液温度,以干气汽提提高贫TEG的浓度,以及设置多种过滤器等。 TEG富液由吸收塔底部流出,经减压后进入重沸器上部的富液精馏柱中的换热盘管加热后,进入闪蒸罐闪蒸,闪蒸气进入燃料系统。闪蒸后的富液通过机械过
三甘醇(TEG脱水系统的选材设计
导电胶水余直霞张国庆刘有利
(海洋石油工程股份有限公司设计公司,天津 300451
摘要:本文简述了水在天然气工业中的危害及三甘醇(TEG脱水系统的工艺流程,针对海上气田含有大量CO2的实际情况,探讨了CO2腐蚀的机理、碳钢CO2腐蚀的形态、以及耐蚀材料的选择原则,从而对其TEG脱水系统的主要设备及管线进行了选材设计。
关键词:三甘醇脱水CO2腐蚀选材设计
中图分类号:TE985文献标识码:A 文章编号:1008-7818(200804-0035-04
Material Selection for TEG Dehydration System
袜子定型机
YU Zhi-xia, ZHANG Guo-qing, LIU You-li
(Design Company of Offshore Oil Engineering Co., Ltd.,Tianjin 300451, China Abstract:The harm of water in gas industry is stated, and the process flow of TEG dehydration system is briefly introduced in this paper. For abundant CO2 existing in the gas fields, CO2 corrosion mechanism, CO2 corrosion morphology of carbon steel and anti-corrosion material selection principle are discussed. Material selection for main facilityies and pipelines of TEG dehydration system is designed based on corrosion evaluation.
Key words: TEG dehydration; CO2
corrosion; material selection
—35—
滤器和活性炭过滤器除去其中的机械杂质和降解产物。过滤后的富液经缓冲罐后与热的贫TEG换热,然后进入富液精馏柱,与来自重沸器的蒸汽逆流接触而得到部分提浓。在重沸器
内,富液被加热至约200℃,除去其中绝大部分水分。随后,TEG溶液经贫液精馏柱进入缓冲罐,与自下而上的气提气逆流接触而进一步提浓。高温TEG贫液在缓冲罐中与TEG富液换热后,经冷却器冷却,再经TEG循环泵升压后返回吸收塔上部。质以膜的形式附着在钢材的表面。其中,阳极反应为: Fe→Fe2++2e
阴极反应为:
半夏去皮机H++e→H 2H→H2
以上仅是关于钢铁材料CO2全面腐蚀的机理,然而,在CO2的实际腐蚀破坏过程中,局部腐蚀扮演着更加重要的角。二氧化碳的局部腐蚀现象主要包括点蚀、台地侵蚀、流动诱发局部腐蚀等。在含CO2的介质中,腐蚀产物、垢或其它生成物在钢铁表面不同区域覆盖程度的不同,可形成具有很强自催化特性的腐蚀电偶或闭塞电池,造成严重的局部腐蚀。尽管大多数CO2腐蚀破坏是由于局部腐蚀造成的,然而对于局部腐蚀机理仍缺少深入的研究,目前主要动力学观点有:由于腐蚀产物膜的缺陷所产生;流体对腐蚀产物膜的破坏;腐蚀产物膜在碳酸作用下溶解;高强度的湍流导致腐蚀产物膜被破坏;有导电能力的碳酸亚铁与基体形成电偶。
3.2 CO
2调味篮
腐蚀产物形态
碳钢(c%约为0.32wt%的CO2腐蚀产物膜形态如下[2]
:图1TEG脱水系统工艺原理流程
3 TEG脱水系统选材设计皮带盘
各种设施和管线的材料选择在大量CO2存在的情
况下以碳钢的腐蚀速率为参考基础。在给定腐蚀寿命的
情况下,碳钢的腐蚀速率通过Intetech开发的ECE4(The
Electronic Corrosion Engineer Rev.4软件进行计算,并
以最初的用于CO2腐蚀工程的shell国际模型为基础。
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