Рис. 8.2. Принципиальная схема аминовой очистки газа:

1— абсорбер; 2—холодильник; 3 — теплообменник; 4— кипятильник; 5 — десорбер; 6 — конденсатор-холодильник; 7—сепаратор; 8 —насос;

/ — газ на очистку; II — газ после очистка; III—насыщенный раствор; IV — регенериро­ванный раствор; V — пары воды и кислого газа; VI — вода; VII—кислый газ

При эксплуатации оборудования установок аминовой очист­ки газов происходит общая коррозия оборудования и более опасный вид коррозии — коррозионное растрескивание. Ско­рость общей коррозии увеличивается с повышением температу­ры, степени насыщения растворов аминов кислыми газами, уве­личением содержания механических примесей, продуктов раз­ложения амина, концентрации самого амина.

Имеются данные [9—11] о том, что окисление раствора ами­на кислородом ухудшает его свойства. В результате контакта с кислородом в растворе амина, содержащем H2S, может обра­зоваться тиосульфат амина, а при наличии диоксида углерода — аминоуксусная, щавелевая и другие кислоты. Эти соедине­ния ухудшают поглотительные свойства раствора, увеличивают его коррозионную агрессивность. Чтобы избежать попадания кислорода в раствор амина, рекомендуется не допускать кон­такта его с воздухом, используя для этого "подушки" из инертного газа [8].

Для удаления продуктов разложения амина из раствора реко­мендуется периодически часть раствора подвергать регенерации на специальной установке [10]. В систему регенерации вводят щелочь для вытеснения амина из солей.

Присутствие механических примесей в растворе амина может вызывать нарушение защитных пленок, образующихся на стали, и приводить к усилению эрозионно-коррозионного раз рушения металла. Примеси могут накапливаться в виде осадков в аппаратах, нарушая их работу.

Качественным фильтрованием амина можно добиться уда­ления механических примесей, а также части продуктов разло­жения амина. От фильтрования в большой степени зависит ра­бота теплообменного и холодильного оборудования.

Проведенное ВНИИНефтемашем обследование оборудова­ния установок сероочистки ряда ГПЗ показало, что общая кор­розия изготовленного из углеродистых и низколегированных сталей оборудования, как правило, незначительна. Так, на од­ном из заводов на очистку поступал газ с содержанием H2S до 3 %; СО2 до 1,2 % (по объему). Абсорбция осуществлялась 30 % раствором ДЭА. Насыщение кислыми газами не превы­шало 0,4 моль на 1 моль амина.

В технологической схеме установки не был предусмотрен куб для перегонки раствора амина с целью его очистки, но рас­твор подвергали фильтрованию. Регенерированный амин прохо­дил дисковый фильтр грубой очистки для удаления механиче­ских примесей, затем угольные фильтры — для удаления про­дуктов разложения (для борьбы с продуктами разложения амина предусмотрена также подача карбоната натрия). Для приготовления раствора амина применяли паровой конденсат. Проводили тщательный контроль воды и пара, используемых для теплообменного оборудования и кипятильников.

Лишь через 11 —12 лет эксплуатации потребовалась замена труб теплообменников «регенерированный амин — насыщенный амин» и кипятильников из углеродистой стали. В остальном оборудовании установок сероочистки, изготовленном из углеро­дистых и низколегированных сталей, скорость общей коррозии была меньше проектной, составлявшей 0,25 мм/год. 12 лет про­работали аппараты воздушного охлаждения с трубами из угле­родистой стали, охлаждающие кислые газы состава: H2S — 70 %, СО2— 25 %, Н2О — 4%.

При испытании образцов из углеродистой стали, помещен­ных в оборудование установок сероочистки этого завода, ско­рость общей коррозии образцов не превышала 0,01 мм/год. Об­разцы устанавливали в абсорбер — на входе в него сырого газа и на выходе насыщенного амина, а также в верхнюю часть емкости насыщенного амина и в сепаратор сырого углеводород­ного газа.

На другом газоперерабатывающем заводе поступавший на установку сырой газ содержал С02 до 5%, H2S до 6 % (по объему). Насыщение растворов аминов (смесь МЭА и ДЭА, 18 % раствор) кислыми газами составляло 0,65 моль на 1 моль аминов.

Ниже приведены данные по коррозии оборудования этой установки из стали 17ГС:

В табл. 8.1 приведены результаты испытаний образцов раз­личных марок сталей на установке сероочистки ГПЗ при сте­пени насыщения раствора амина кислыми газами 0,7—0,8 моль на 1 моль амина. Из образцов, испытывавшихся в контакте с растворами аминов, наибольшей коррозии подверглись образцы, находившиеся в десорбере (коррозия неравномерная, имеются язвы, питтинг). В холодильнике-конденсаторе коррозия со стороны воды более чем на порядок превышала коррозию со стороны кислых газов, которая составляла всего лишь 0,0108 мм/год, видимо, благодаря наличию в газах капель раствора амина. Коррозия легированных сталей (за исключе­нием Х5М и Х8) не превышает 0,01 мм/год.

Проведенное на этом заводе обследование оборудования, ви­зуальное и с применением методов УЗК, доказало, что интен­сивной общей коррозии подвергался трубопровод, отводящий кислые газы (до 1,0 мм/год). При анализе в кислых газах об­наружено до 1800 мг/л хлоридов, Как в абсорбере, так и в де- сорбере обнаружены местные коррозионные повреждения в виде язв.

Скорость коррозии, рассчитанная по глубине локальных по­вреждений (язв, питтинга), составляет 0,6 мм/год. Значитель­ная коррозия оборудования установок сероочистки на этом ГПЗ, по-видимому, является следствием увеличения степени на­сыщения растворов аминов кислыми газами до 0,8 моль/моль, а также присутствием примесей в растворах аминов (хлори­дов и др.).

При обследовании ряда заводов было отмечено, что межтрубное и трубное пространство теплообменников «насыщен­ный — регенерированный амин» забивалось механическими при­месями и продуктами разложения раствора амина, из-за чего их приходилось ежегодно прочищать.

Основными твердыми примесями являются сульфид железа, оксид железа (III), песок, пыль и прокатная окалина. Их при­сутствие придает раствору абразивные свойства, благодаря которым возможно нарушение пассивной пленки на металле и ускорение коррозии. Присутствие этих веществ в растворе амина может объясняться также приготовлением раствора амина на недостаточно очищенной воде. Одной из причин за­грязнения теплообменников является плохое фильтрование рас­твора.