Коррозионные процессы в оборудованиях аминовой очистки природного газа
Рассмотрение основных проблем эксплуатации установок аминовой очистки газа. Методы защиты металлов от газовой коррозии. Технологическая схема очистки газов от сероводорода растворами этаноламина. Определение коррозионной активности неочищенного газа.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.01.2022 |
| Размер файла | 1,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Каршинский инженерно-экономический институт
КОРРОЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ОБОРУДОВАНИЯХ АМИНОВОЙ ОЧИСТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА
Салохиддинов Фарход Абдираззокович,
старший преподаватель кафедры
«Технологические машины и оборудование»,
Касимова Азиза Едгоровна, магистрант 2-курс
г. Карши
Аннотация
В статье рассмотрена основные проблемы эксплуатации установок аминовой очистки газа. Приведена методы защиты металлов от газовой коррозии
Ключевые слова: степени насыщения амина, скорость коррозии, наводороживание стали, механических характеристик металла
Abstract
The article considers the main problems of operation of amine gas purification plants. Methods ofprotection of metals against gas corrosion are given
Keywords: saturation of amine, corrosion rate, steel flooding, metal mechanical characteristics
Основная часть
На промышленных установках очистки газа водными растворами алканоламинов коррозия затрагивает практически всю аппаратуру, где находятся амин и кислые газы. Наиболее интенсивная коррозия наблюдается в зонах с максимальным содержанием кислых газов и температурой: в теплообменниках, кипятильниках, конденсаторах, десорберах (в местах раздела фаз газ-жидкость). Применение ингибиторов коррозии позволяет увеличить концентрацию (степень) насыщения амина, уменьшить коррозию и деградацию амина [1-2].
В этих методах сероводород поглощают растворами моноэтаноламина и триэтаноламина. Преимущественно используют 15 - 20%-й водный раствор моноэтаноламина, поскольку он обладает большей поглотительной способностью на единицу массы растворителя, большей реакционной способностью и легко регенерируется.
Технологическая схема очистки газов от сероводорода растворами этаноламина представлена на рис. 1.
Рисунок 1 Схема установки очистки газа от сероводорода раствором этаноламина: 1 - абсорбер; 2,5 - холодильники; 3,6 - теплообменники; 4 - регенератор
Основные проблемы эксплуатации установок аминовой очистки газа является коррозия оборудования и зависит от следующие факторов:
- концентрации кислых газов и их соотношения; степени насыщения амина; концентрации аминов; температуры; качества поглотительного раствора и т.д.
Основными агрессивными веществами являются кислые газы. Коррозия увеличивается с повышением температуры и концентрации СО 2 и Н2Б в газе и в амине. Н2Б действует на сталь как кислота, что приводит к образованию нерастворимого в растворе алканоламина сернистого железа. СО2 в присутствии воды вступает в реакцию с железом с образованием бикарбоната железа, который при нагревании раствора переходит в нерастворимый карбонат железа, последний осаждается на стенках аппаратов и трубопроводов[2].
Коррозия растет так же при увеличении концентрации амина, так как единица объема концентрированного раствора абсорбирует больше газов. Способствуют коррозии побочные продукты взаимодействия амина с компонентами очищаемого газа, продукты термического разложения амина и окисления кислородом воздуха; накопление в растворе твердых частиц, которые разрушают защитные пленки, вызывают эрозию металла. Такими твердыми частицами являются сульфид железа, окись железа, пыль, песок, прокатная окалина.
Коррозионные процессы протекают на границе раздела фаз при взаимодействии твердого вещества с газом или жидкостью. При этом процесс можно представить в виде следующих стадий: - транспортировка реагирующего вещества к поверхности раздела фаз; - взаимодействие вещества с металлом (или неметаллом); - отвод образовавшегося вещества с поверхности раздела фаз из реакционной зоны. Последняя стадия может в некоторых случаях отсутствовать. Любая из этих стадий может быть лимитирующей стадией, т.е. самая медленная стадия будет определять скорость всего процесса коррозии. Коррозионную стойкость металлов (скорость коррозии) можно оценивать по следующим показателям:
По изменению массы (Ат) металла при коррозии, отнесенной к единице поверхности ^) и единице времени (;) (массовый показатель - используется при равномерной или сплошной коррозии):
- по уменьшению толщины образца за единицу времени (мм/год):
где р - плотность металла, г/см3; 8760 - число часов в году [3].
Коррозионную стойкость характеризуют количественными показателями, выбор которых определяется видом коррозии и эксплуатационными требованиями. Для количественной и качественной оценки коррозионной стойкости металлов установлена десятибалльная шкала коррозионной стойкости (табл. 1.).
Таблица 1
Шкала коррозионной стойкости металлов (ГОСТ 13819-68)
|
Г руппа стойкости |
Скорость коррозии металла в год, мм/год |
Балл |
Г руппа стойкости |
Скорость коррозии металла в год, мм/год |
Балл |
|
|
Совершенно стойкие |
Менее 0,001 |
1 |
Понижено- стойкие |
0,1-0,5 |
6 |
|
|
0,5-1,0 |
7 |
|||||
|
Весьма стойкие |
0,001-0,005 |
2 |
Малостойкие |
5,0-10,0 |
8 |
|
|
0,005-0,01 |
3 |
0,5-1,0 |
9 |
|||
|
Стойкие |
0,01-0,05 |
4 |
Нестойкие |
10 |
10 |
|
|
0,05-0,1 |
5 |
Для количественной оценки коррозионной стойкости может быть использовано любое свойство металла, в том числе и изменение механических характеристик металла, в том числе и изменение механических характеристик металла (предела прочности на разрыв, по растрескиванию образцов при изгибе на угол 900 и др.), если коррозия неравномерная [3].
На скорость коррозии металлов и сплавов значительное влияние оказывает рН (кислотность) раствора. Скорость коррозии благородных металлов (Ag, Р^ Аи) очень низкая и практически не зависит от рН.
Железо, магний, цинк и некоторые другие металлы малоустойчивы в кислых растворах. При их коррозии происходит выделение водорода. При повышении рН скорость коррозии данных металлов снижается, как в результате уменьшения концентрации ионов водорода, так и в результате образования на поверхности металла нерастворимых гидроксидов.
Для защиты металлов от газовой коррозии существуют следующие основные методы:
1. Жаростойкое легирование - введение в состав сплава компонентов, повышающих жаростойкость.
2. Защитные покрытия - нанесение на поверхность металлического изделия защитного металлического или неметаллического слоя.
К металлическим покрытиям, в частности, относятся термодиффузионные покрытия, т.е. создание на поверхности металла путем диффузии другого металла в изделие слоя жаростойкого сплава.
Сероводород вступает в реакцию практически со всеми металлами с образованием устойчивых сульфидов, которые играют роль катода по отношению к железу. Разность потенциалов образовавшейся гальванической пары составляет от 0,2 до 0,5 В. Образование микрогальванических пар между сульфидами и сталью приводит к быстрому разрушению трубопроводов и технологических аппаратов.
Также H2S значительно усиливает водородную коррозию. В то время как при коррозии в кислой среде максимальная доля проникшего в сталь водорода равна 4% от общего его количества, то в сероводородсодержащем растворе эта величина может увеличиться в 9-10 раз. Наводороживание стали во влажной сероводородсодержащей среде (в паровой фазе) гораздо сильнее, чем в водной среде.
Коррозионная активность неочищенного газа, точнее вышеуказанных примесей резко возрастает при росте давления, так как скорость коррозии прямо пропорциональна парциальным давлениям H2S, воды, кислорода и углекислого газа, которые в свою очередь зависят от давления газа. Например, при давлении около 20 бар во влажном газе даже такие малые концентрации ^ достаточны, чтобы стать причиной значительного коррозионного поражения металла труб, что сильно сокращает срок их службы [4]. аминовый очистка газ коррозия
Таким образом, актуальность такой проблемы как очистка газа от сероводорода очевидна. Она обусловлена не только ущербом, наносимым сероводородной коррозией, но и требованиями обеспечения экологической безопасности при разработке нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений, сокращением вредных выбросов в атмосферу, а также, что является значительным стимулом, ужесточением требований законодательства в области утилизации попутного нефтяного газа.
Список литературы
1. Алексеев С.З., Афанасьев А.И., Кисленко Н.Н. Очистка природного газа алканоламинами от сероводорода, диоксида углерода и других примесей. М.: ИРЦ Газпром, 1999. 41 с.
2. Абдираззоков Д.Ф. Салохиддинов Ф.А. Абсорбционная осушка газов и автоматическая система управления технологического процесса // Аллея Науки: основной раздел: научно-практический электронный журнал. №2(41). Февраль 2020. Ст. 6-10.
3. Коррозия и защита металлов от коррозии: учеб. пособие для студентов технических специальностей // Ю.П. Перелыгин, И. С. Лось, С. Ю. Киреев. 2-е изд., доп. Пенза: Изд-во ПГУ, 2015. 88 с.
4. Рахмонкулов М.Т., Салохиддинов Ф.А. Получение антикоррозионных материалов на основе местного сырья для нефтетранспортирующих трубопроводов // Молодой ученый -Международный научный журнал. 2016. №13 (117). с. 207-210.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Физико-химические свойства этаноламинов и их водных растворов. Технология и изучение процесса очистки углеводородного газа на опытной установке ГПЗ Учкыр. Коррозионные свойства алканоаминов. Расчет основных узлов и параметров установок очистки газа.
диссертация [5,3 M], добавлен 24.06.2015Методы очистки промышленных газов от сероводорода: технологические схемы и аппаратура, преимущества и недостатки. Поверхностные и пленочные, насадочные, барботажные, распыливающие абсорберы. Технологическая схема очистки коксового газа от сероводорода.
курсовая работа [108,5 K], добавлен 11.01.2011Описание технологического процесса и конструкции аппаратов и оборудования для очистки газа от сероводорода. Разработка алгоритмической и функциональной схемы автоматизации процесса. Разработка схемы средств автоматизации; экономическое обоснование.
дипломная работа [5,6 M], добавлен 22.10.2014Процесс очистки и осушки сырого газа, поступающего на III очередь Оренбургского ГПЗ. Химизм процесса абсорбционной очистки сырого газа от примесей Н2S, СО2. Краткое техническое описание анализатора АМЕТЕК 4650. Установка и подключение системы Trident.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 31.12.2015Характеристика технологического процесса, установка очистки газа от сераорганических соединений. Сбор экспериментальных данных, определение точечных оценок закона распределения результатов наблюдений. Построение гистограммы, применение контроля качества.
курсовая работа [102,6 K], добавлен 24.11.2009Классификация углеводородных газов. Процесс очистки газов от механических примесей. Осушка газа от воды гликолями. Технология удаление сероводорода и углекислого газа. Физико-химические свойства абсорбентов. Процесс извлечения тяжелых углеводородов.
презентация [3,6 M], добавлен 26.06.2014Анализ общих сведений по Уренгойскому месторождению. Тектоника и стратиграфия. Газоносность валанжинского горизонта. Свойства газа и конденсата. Технологическая схема низкотемпературной сепарации газа. Расчет низкотемпературного сепаратора очистки газа.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 09.06.2014Физические и химические свойства сероводорода. Понятие сероводородной коррозии, особенности борьбы с ней. Очистка газа от сероводорода. Допустимая концентрация сероводорода в воздухе рабочей зоны. Механизм действия сероводорода на катодную реакцию.
контрольная работа [185,7 K], добавлен 07.07.2014Характеристика Уренгойского газоконденсатного месторождения. Описание оборудования для очистки и одоризации газа. Рассмотрение источников и основных производственных опасностей на месторождении. Определение себестоимости газа, расчет заработной платы.
дипломная работа [4,5 M], добавлен 21.10.2014Система термической очистки газовых выбросов при использовании в качестве топлива природного газа. Обоснование и выбор системы очистки с энергосберегающим эффектом. Разработка и расчет традиционной системы каталитической очистки от горючих выбросов.
курсовая работа [852,0 K], добавлен 23.06.2015Обоснование необходимости очистки сточных вод от остаточных нефтепродуктов и механических примесей. Три типоразмера автоматизированных блочных установок для очистки. Качество обработки воды флотационным методом. Схема очистки вод на УПН "Черновское".
курсовая работа [1,7 M], добавлен 07.04.2015Виды сепараторов как устройств для очистки всевозможных газов смесей от механических примесей и влаги, находящейся в мелкодисперсном виде. Принцип работы оборудования, нормативная документация. Расчет вертикального гравитационного сепаратора по газу.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 25.10.2014Анализ динамики изменения шероховатости и количества внутритрубных отложений при эксплуатации нефтепроводов. Влияние скопления жидкости и газа на эксплуатационные характеристики трубопроводов. Технология очистки нефтепродуктопровода "Монги-Погиби".
дипломная работа [2,5 M], добавлен 26.01.2014Централизации технологических объектов подготовки газа. Конфигурации трубопроводных коммуникаций и расчет рабочего давления. Очистка от механических примесей. Общая оценка процесса осушки газа, способы выделения из него сероводорода и двуокиси углерода.
реферат [992,0 K], добавлен 07.06.2015Сведения об очистке природного газа. Применение пылеуловителей, сепараторов коалесцентных, "газ-жидкость", электростатического осаждения, центробежных и масляных скрубберов. Универсальная схема установки низкотемпературной сепарации природного газа.
реферат [531,8 K], добавлен 27.11.2009Изучение классификации методов осушки природных газов. Состав основного технологического оборудования и механизм работы установок подготовки газа методом абсорбционной и адсорбционной осушки. Анализ инновационного теплофизического метода осушки газа.
доклад [1,1 M], добавлен 09.03.2016Расчет материального и теплового балансов и оборудования установки адсорбционной осушки природного газа. Физико-химические основы процесса адсорбции. Адсорбенты, типы адсорберов. Технологическая схема установки адсорбционной осушки и отбензинивания газа.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 24.05.2019История развития рынка сжиженного природного газа, его современное состояние и перспективы развития. Технология производства и транспортировки сжиженного природного газа, обзор перспективных проектов по созданию заводов по сжижению газа в России.
реферат [2,5 M], добавлен 25.12.2014Оценка способов покрытия пика неравномерности потребления газа. Технологическая схема отбора и закачки газа в хранилище. Емкости для хранения сжиженного газа. Назначение, конструкция, особенности монтажа и требования к размещению мобильного газгольдера.
курсовая работа [788,3 K], добавлен 14.01.2018Компрессоры, используемые для транспортировки газов. Предел взрываемости нефтяного газа. Расчет годового экономического эффекта от внедрения блочных компрессорных установок для компрессирования и транспорта нефтяного газа. Удельный вес газа на нагнетании.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 28.11.2010
