本書內容精煉、突出、繫統性和實用性強。本書的研究成果為評估當前高含硫天然氣淨化裝置中面臨的腐蝕風險提供了參考，對解決高含硫天然氣淨化裝置中面臨的腐蝕問題具有重要的理論意義和實際應用價值。本書主要供石油天然氣領域的相關技術人員閱讀、參考，也可供高等院校及相關研究機構的師生和研究人員閱讀、參考。

第1章 緒論

1.1 淨化裝置腐蝕研究現狀

1.2 淨化裝置腐蝕監測技術

1.3 淨化裝置腐蝕防護工藝

1.4 現階段研究存在的問題

第2章 高含硫淨化廠腐蝕工況

2.1

2.2

2.3 硫

2.4 尾氣

2.5 酸水

2.6 腐體特征及腐蝕薄弱環節分析

2.7 小結

第3章 腐蝕影響因素及機理研究

3.1 試驗材料、方法及設備

3.2 溶液介質對設備腐蝕的影響研究

3.3 環境介質對腐蝕的影響規律及影響機理研究

3.4 溫度對腐蝕的影響規律及影響機理研究

3.5 淨化裝置材質應力腐蝕風險評價

3.6 小結

第4章 硫回收和硫成型裝置腐蝕評價與腐蝕規律分析

4.1 液硫對裝置設備腐蝕試驗及機理分析

4.2 硫大氣腐蝕試驗評價

4.3 小結

第5章 高含硫天然氣淨化廠腐蝕監測體繫構建與應用

5.1 腐蝕監測點的設置及有效性分析

5.2 腐蝕預測軟件的開發

5.3 小結

第6章 高含硫天然氣淨化裝置腐蝕防控工藝優化

6.1 脫硫裝置污染雜質防控技術

6.2 材質升級

6.3 工藝流程及參數優化

6.4 裝置結構設計缺陷及修復

6.5 小結

第pan>章緒論

隨著經濟的快速增長，我國對天然氣的需求不斷提高，許多高含H2S/CO2的酸性氣田相繼被開發。我國天然氣資源豐富，其中高含H2S氣藏地質儲量約占全國的25%，主要分布在川東北地區，如：普光壩氣田、羅家寨氣田等，其中普光氣田H2S含量達17%，CO2含量達11%

高含硫天然氣淨化裝置目前主括脫硫、脫水、硫回收、尾氣處理和酸性水汽。常用MDEA法脫硫，這種方法基於可逆反應原理，吸收塔在低溫高壓環境下吸收天然氣中酸性組分，胺液再生塔在高溫低壓環境下解析釋放胺液中的酸性組分，從而達到脫硫的目的；常采用三甘醇作為吸收劑（TEG法）脫水；硫一般采用常規克勞斯二級轉化法回收硫，後再配以加氫還原吸收尾氣和酸性水汽提的工藝技術路線[2]。

高含硫天然氣淨化過程中的腐蝕問題主要有：繫統腐蝕組分復雜多樣括CO2、H2S、高濃度的氯離子以及熱穩定鹽等污染雜質[3]；高含硫天然氣淨化繫統酸性負荷高、工藝節點多，整個工藝溫度及壓力變化範圍較大；淨化裝置所用材含多種碳鋼和不鏽鋼及復合管材裝置易發生均勻腐蝕、點蝕、垢下腐蝕、衝刷腐蝕等[4]。其中脫硫裝置和硫回收裝置腐蝕相對較嚴重，在脫硫裝置的貧富液換熱器中，由於富液中含有大量酸性介質，通常腐蝕程度為嚴重，此外交換器管線及溫度較高區域也是腐蝕的高危區域。管線設備的腐蝕狀況值得高度關注，亟須采取有效的腐蝕防控措施以減少因腐蝕而導致的經濟損失。此外，高酸性淨化裝置的腐蝕監測及防護研究未成繫統，腐蝕監測不能滿足“區域性、繫統性、代表性”的要求，無法形成完整的腐蝕監測體繫；天然氣淨化裝置工藝條件復雜，繫統腐蝕風險高，薄弱環節不確定，腐蝕防控難度大；現場腐蝕介質環境復雜，腐蝕影響因素多，腐蝕類型多樣；液硫、濕硫等介質造成儲運繫統腐蝕嚴重。

針對高含硫天然氣淨化裝置的腐蝕問題，本書對其腐蝕規律及腐蝕因素影響機行了研究，優化腐蝕監測體繫和腐蝕控制工藝，延長淨化裝置的有效使用壽命，減少對設備的維護及更換頻率，降低含硫氣淨化成本，保障工廠“安、穩、長、滿、優”運行，同時為其他高含硫氣田天然氣淨化裝置的腐蝕監測與防護提供參考。

1.pan>淨化裝置腐蝕研究現狀

（pan>）H2S/CO2腐蝕

鋼在CO2或H2S環境中的腐蝕行為已經有了深入的研究，腐蝕機制和規律已經比較清晰，但在H2S和CO2共存的環境下，鋼的腐蝕機制及規律更為復雜[5-6]。學者研究認為：①當二氧化碳分壓超出硫化氫分壓500倍時，以CO2腐蝕為主；②當二氧化碳分壓小於硫化氫分壓20倍時，以H2S腐蝕為主；③當兩者分壓比Pco,/PH,s為20~500時，以H2S/CO2共同的腐蝕為主。在H2S/CO2共存時，要更重視硫化氫腐蝕[7]。

Eustaquio-Rincon 及Zhou CS等研究了在壓力、水溶液條件下醇胺濃度、酸性氣體（CO2和H2S）含量等具體因素對碳鋼腐蝕速率的影響。結果顯示：在276~5861kPa（40~850Psig）的壓力範圍內，加入不同含量的H2S和CO2，腐蝕速率隨著烷醇胺濃度的增加而降低。在0~0.35mol範圍內，CO2對醇胺溶液的腐蝕速率沒有影響，但隨著H2S含量的增加，H2S的存在使腐蝕速率急劇增加[8-9]。

（2）熱穩定性鹽對腐蝕的影響

高酸性氣田常采用濕法脫硫，濕法脫硫溶劑主要有單乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）和甲基二乙醇胺（MDEA）。其中，MDEA由於其化學性質穩定而被廣泛應用於濕法脫硫[10]。MDEA溶液屬於有機堿溶液，遇CO2和H2S將發生酸堿中和反應。在酸氣淨化過程中，吸收塔內的貧液（MDEA）中和原料氣形成富胺液（MDEA+H2S+CO2），富胺液在高溫的再生塔中再發生解吸生成貧液並釋放酸性氣體。MDEA溶液腐蝕性弱。然而，酸氣淨化過程中淨化設備中存在的O2和雜質將使MDEA降解並生成熱穩定性鹽。這種熱穩定性鹽的產生和存在顯著地降低了MDEA溶液的脫硫效率並造成了淨化設備的嚴重腐蝕[1]。

……

肖國清，西南石油大學教授，博士生導師，主要研究領域為化工、油氣、繫統、油氣田腐蝕與防護和火災；曾德智，西南石油大學教授，博士生導師，主要研究領域為石油管工程、油氣工程；商劍峰，中石化中原油田分公司教授級高工，主要研究領域為石油天然氣淨化處理與深加工；譚四周，中海石油(中國)有限公司深圳分公司工程師；董寶軍，北京科技大學博直，中石化中原油田分公司不錯工程師。