[发明专利]一种用于石油与天然气工业装置防腐蚀措施的优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油与天然气工业领域，尤其涉及一种用于石油与天然气工业装置防腐蚀措施的优化方法。

背景技术

随着能源的日益短缺，高硫或高酸值劣质原油的开采加工及含硫天然气的开发利用已经是我国石油与天然气工业的效益增长点和发展趋势，但是，这些劣质原料含有丰富的氯化物、硫化物、无机盐、环烷酸、氮化物、硫化氢、二氧化碳、氧等腐蚀介质，使得炼油化工装置及高含硫天然气净化装置等石油与天然气工业生产装置设备面临巨大的腐蚀风险。而且，随着开采加工或开发利用过程的不断深入，原料的性质会不断变化，劣质化趋势更加明显，腐蚀性介质含量将不断增加或变化，具有更强的腐蚀性,造成装置在设计初期的防腐蚀措施不能完全满足实际生产的需要，例如：设备和管道的材质已经不符合新环境的防腐蚀要求，工艺操作指标需要及时调整，腐蚀性介质的采样分析需要增加数量和部位，需要有效控制工艺介质处理的质量和有效使用缓蚀剂，腐蚀监检测布点数量和位置需要优化等。由于腐蚀问题造成的装置非计划停工频繁发生，同时生产任务却逐年增加,这严重影响装置长周期安全运行。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提供的一种用于石油与天然气工业装置防腐蚀措施的优化方法，最大程度的优化装置防腐蚀措施，降低腐蚀对装置的影响，保证石油与天然气工业装置的平稳运行。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种用于石油与天然气工业装置防腐蚀措施的优化方法，其包括以下步骤：

A、进行材质防腐蚀措施的优化,即根据装置工艺介质中腐蚀介质含量，及其对设备和管道造成的腐蚀破坏形式、实际腐蚀速率阀值等合理确定设备和管道之重点腐蚀部位所采用材质；

B、进行工艺防腐蚀措施的优化,即根据对装置重点腐蚀部位的实时监控进行规范工艺操作、加强腐蚀性介质的采样分析、有效控制工艺介质处理的质量、有效使用缓蚀剂；

C、进行腐蚀监检测措施的优化,即完善设备和管道重点腐蚀部位上设置在线腐蚀速率监测点的数量和位置，以及设置离线定点厚度测量点的数量和位置；

D、进行腐蚀失效案例归纳分析,即及时整理装置腐蚀失效案例，建立腐蚀失效数据库，进行腐蚀失效案例归纳分析。

所述的优化方法，其中，所述步骤A进行材质防腐蚀措施的优化具体包括：根据装置工艺介质中腐蚀介质含量，及其对设备和管道造成的腐蚀破坏形式、实际腐蚀速率阀值等确定设备和管道之重点腐蚀部位所使用材质是否合理，并合理选择适宜的材质，使其实际腐蚀速率低于允许值。例如：某高含硫天然气净化装置原料气中H₂S含量是15％(V)左右,采用MDEA法脱硫、三甘醇法脱水、常规克劳斯二级转化法硫磺回收、加氢还原吸收尾气处理的工艺路线。脱硫单元含H₂S、CO₂、富胺液及其降解产物和热稳定性盐等腐蚀介质，酸气引起电化学和应力腐蚀，富胺液及其降解产物和热稳定性盐引起电化学和冲刷腐蚀。硫磺回收和尾气处理单元含SO₂、S蒸气、H₂S、CO₂、O₂等，在高温部位易发生高温硫化、氧化腐蚀，在低温部位发生硫酸或亚硫酸露点腐蚀及湿H2S引起电化学和应力腐蚀，通常多种腐蚀共同作用。脱水单元含H₂S、CO₂、甘醇及其降解产物等，湿H₂S和富甘醇及其降解产物可能引起电化学和应力腐蚀。因此，脱硫单元吸收塔和水解反应器均采用不锈复合钢板；脱硫、脱水后天然气经过的设备和管道均采用碳钢，胺液再生塔上部及再生塔顶空冷器、塔顶回流罐和塔底重沸器、贫富液换热器均采用不锈钢；硫磺回收反应炉壳体材质为碳钢；第一级、第二级转化器及加氢反应器采用不锈钢，其内部均设置有隔热耐磨耐酸衬里；第一级、第二级和末级硫冷凝器均采用碳钢。

所述的优化方法，其中，所述步骤B进行工艺防腐蚀措施的优化具体包括：规范工艺操作，即对装置重点腐蚀部位影响腐蚀的工艺参数进行运行中的实时监控，并根据反馈数据及时调节工艺操作指标。例如：上述高含硫天然气净化装置控制胺液再生系统的重沸器操作温度不高于149℃；控制再生塔温度在90℃～95℃；胺液在管道内的流速一般应不高于1.5m/s，在换热器管程中的流速不超过0.9m/s；富胺液进再生塔流速不高于1.2m/s；再生塔顶酸性水系统碳钢管线控制流速不超过5m/s；急冷水pH值控制在7～8之间。