Коррозионные отказы на установках комплексной подготовки газа
Установки комплексной подготовки газа (УКПГ) предназначены для отделения природного газа от механических примесей, воды и углеводородного конденсата перед транспортировкой и переработкой. Они являются составной частью оборудования промыслов, а не ГПЗ, поскольку на этих установках используется наземное оборудование, такое же, как на ГПЗ, и отказы, характерные для этого оборудования, в ряде случаев те же, что и у заводского. В этой главе целесообразно рассмотреть вопросы коррозии аппаратуры УКПГ.
На рис. 2.10 принципиальная схема УКПГ Оренбургского газоконденсатного месторождения. Газ из скважины под давлением 11,0—13,0 МПа при температуре 5—16°С поступает по трубопроводу в сепаратор 1 первой ступени, где от него отделяются механические примеси и капельная влага. Из этого сепаратора жидкая фаза, состоящая из воды и углеводородного конденсата, после дросселирования подается в трехфазный разделитель 2. Снизу этого аппарата выводится вода с метанолом, который попадает в скважину при добыче вместе с ингибитором коррозии. Углеводородный конденсат из средней части разделителя собирают в емкости 7 и направляют на ГПЗ на стабилизацию. В газопровод, транспортирующий газ после газосепаратора 1, для предотвращения гидратообразования вводят 90%-й раствор диэтиленгликоля — ДЭГ. На Урта-Булакском газоконденсатном месторождении обработка газа раствором ДЭГа осуществляется в специальном абсорбере. Далее газ охлаждают обратными потоками в теплообменнике J, после чего давление дросселируют до 6,8 МПа, и направляют в сепаратор 4 второй ступени сепарации, который работает при температуре минус 22°С и давлении 6,8 МПа. Водную фазу из этого сепаратора направляют в блок регенерации ДЭГа в регенератор, где от него отпаривается вода. Пары воды направляют в конденсаторы и далее на повторное использование, а регенерированный ДЭГ снова используют в качестве абсорбента. Углеводородный конденсат из средней части сепаратора 4 направляют в емкость 7 и далее — на стабилизацию, а газообразную фазу — на сероочистку.
Основными видами коррозионных поражений, характерными для оборудования УКПГ, являются общая и, особенно, язвенная коррозия, коррозионное растрескивание и блистеринг (водородное расслоение).
Основными аппаратами УКПГ являются сепараторы. На первых этапах эксплуатации ОГКМ, когда опыт работы с углеводородным сырьем, богатым кислыми газами, практически отсутствовал, и ингибиторная защита использовалась недостаточно широко, применялись сепараторы из углеродистой стали, плакированные аустенитной сталью. Такое оформление аппаратов привело к весьма пагубным последствиям. Поверхность плакирующего слоя хоть и в весьма малой степени, но все-таки подвергалась коррозии под действием сероводорода с образованием атомарного водорода. Атомарный водород частично растворялся в стали, а частично диффундировал сквозь плакировку, скапливался на границе плакирующий слой — основной металл и переходил в молекулярную форму (молизовался). В конце концов, когда давление молекулярного водорода достигло существенных значений, аппарат разрушился. На рис. 1.7 участок установки с разрушенным сепаратором.
В настоящее время на установках УКПГ повсеместно широко применяется ингибиторная защита аппаратов и трубопроводов. Это позволило в качестве основного материала аппаратов использовать низколегированные низкоуглеродистые стали повышенного качества, типа 20ЮЧ. Обследование аппаратов рассматриваемой установки показывает, что в течение первых пяти лет эксплуатации сепараторы корродируют незначительно. На границе раздела фаз появляются язвы глубиной до 0,5 мм. После следующих пяти лет эксплуатации появляются коррозионные язвы в области люка-лаза глубиной до 3 мм, а на днищах, контактирующих с водным электролитом, под плотным слоем осадка глубина язв иногда превышает 5 мм. Трубопроводы корродирут обычно по всей внутренней поверхности (общая коррозия) со скоростью, не превышающей 0,25 мм/год. По мере увеличения выноса из скважин воды коррозионные процессы на поверхности аппаратов и трубопроводов УКПГ интенсифицируются. После 10—12 лет эксплуатации на многих аппаратах УКПГ (сепараторах, трехфазных разделителях, емкостях) наблюдается блистеринг и далее — растрескивание металла. На трубопроводах в области зоны термического влияния сварных соединений нередко встречается сероводородное коррозионное растрескивание.
Весьма существенна коррозия оборудования блока регенерации диэтиленгликоля. Аппараты этого блока корродируют под действием насыщенного раствора абсорбента (рабочая температура 100°С) особенно интенсивно в местах ввода технологического потока. Коррозия носит общий характер, скорость коррозии — до 6 мм/год.
Коррозия установок подготовки газа может существенно ограничивать надежность эксплуатации оборудования.