， — 、 王 技术开发 ． ： ， 月 水， b， 乙 二 醇 在 天 然 气 脱 水 过 程 中 酸 化 机 理 的 研 究 THE MECH．gNISM OF ACIDIFY~ G G 比DI THE DEHYDRATION PR0CEsS OF N T^I】RAI．GAS $tudi(s on the n-~ hanLsm of ac~fying l carded out ba on in嘲 io他 of cb鲫 pIDpeni置 of ，0 bq也 bffom and an盯 beit~ acidlz~1 ． Bas／c cau辩 foe acidWmatiou of l has b。m dden试rLd， Omnical tractions and produces of 蜘 】during acid~w．adou惭 r Ⅷ R内n showed 憾 s} that丑c m ，∞ 】_M髓s山世 to pre- vant )。 from r培 ac 矿icd Ⅵ惭 pr。p∞。d． 本文在分折乙二酵醢化前后的有关 化学性质 的基 础上。着重讨论了己二醇醺 化的机理． 井抗出了导致 乙二酵醺化的基本酿园．同时．对乙二醇醺化过程巾所发生的化学变化厦反 应 产物作了实验

  ．站果证明：己二醇醺化变性l罡硫化氢所致 ．井提出了具体防止己二醇醺 化的措施 ． 1 前言 天然气浅玲装置是 乙烯原料工程的一部 分．其 目的是脱除天然气中的水．回收天 然气中的重组分 井以液态烃的形式为 乙烯厂提供原料，同时，将 天端 气增压外譬。在油田气的集输过程 中 ．由于冬季气 候寒拎及输送中的压力 变化等田紊。会使天 然气 中 常温常压下的饱和水 玲凝下来，造成 管生皂冻堵和 压 降损失．因此．在天然气生产中，首先必须脱水． 在天然气脱水生 产过程 中。乙二醇是 常用的脱 水剂．其脱水工艺是：从备站来的天然气经过三级压 5 工业化分析 根据实齄结果硫酸铵 沉淀法所褥产 品质量与 硫 酸法 相 近 ．据 实验 ，发 现 硫 酸 铵 法 比硫 酸 法 更 好 操作，产品质量稳定． 此外 。硫酸铵法成本 更低．若 假定成本 构成中 的别的部分相同，原料成木如表 3所刊 (表 中单 价以 当前南 昌市价计)． 襄 3 自炭纛生产原料成本 比较 酥 料 消耗量 单价 盘鞭 剐产氟气 瘴成本 t／t白簌黑 (元 ) (元)O．17t

  ． 便正确判 断乙二醇 溶液 的醴 化是否 与 其本身的性质有关．为此按照化工都颁发的化工产 品质量规格标准iHcz一351一删 0 丹刷对新鲜乙二 醇及贫、富乙二醇傲 了产 品楂 验的有关试验，试验的 结果见表 1． 寰 1 不同来薄的乙二醇质量检t蜡暴 从以上各项试验结果 可 以看 出+新 鲜 乙二 醇的质量 符台标准．贫．富乙二醇的质量最然不符合标准要求．质 量分析的结果与贫、富乙二 醇溶 液的外观 现象是 一 致的，溶液的浅黄色是铁商子 (E ’) 蒗的颜色，溶 藏j芷部黑色糖末状沉淀钫，从其特征分析，是 铁的硫 化物．显 然，乙二醇溶蒗在 使用的过程 中酸度 的变 化 与溶液外观改变有 关．从 实验 结果 可知：贫．富乙 二醇 溶蒗 中吉有 大量 的铁 离 子，而 从设 备 的 庸蚀 看．贫．富 乙二醇溶寝 中铁离子 的甩现足 不矛盾 的． 那么，设备材质中的铁是 怎幺变成 铁离 子而进入溶 液的呢?从天然气 的化验

  可知：天然气 中 碱化氧的古量均超过有 关腐蚀标 准规定 (5rI培虹，) 有的竟 高选标准的 8～ 9倍 ．对于带水的天然气中 古有这 ，厶高的硫化氧 气体，这是造戚 设备腐蚀最危 睑的根源．同时，碱化 氧气体在水 溶液中 的溶解 度 是酶温度的降低而增大，随压力的增加而增大 的，在 标准大气压条件下，在不一样的温度时．1体积水崦溶解标 准状态的硫化氢气体体积见下表 《化学工程 师》l，l994(总第 38期 ) 在常温下．1体积水 旋藩解 2．6体积的硫化氧气休，部 矗．天然气脱水生产的基本工艺中的温度、压力给硫化氧 气 体提供了十分理想的溶解 条件 硫化氧 是 弱醴， 在水溶液中按下式丹步分离： H H’tHS—i圭 ：2[-1 +S卜 其 中一轻 电商 常数 K 譬9．1×10一．二 缎 电商 常数 X，=III×10 ．在 硫 化氧 溶 液中 吉有 H’．HS ， s卜 离子和 H 分子，其溶液的 pH 值约为 4．硫化 氧对设备的腐蚀 ，不仅因为其酸性 ，并且还有 以下 三 个因素： ① HS一．S卜商子的存 在加 速对设备的腐 蚀： ② 硫化氧的还原 性：@ 硫化氧是一种 良好的沉 淀 剂，它能与许多金属 商子生成 硫化物沉 淀．根 据 硫化氢对设备腐蚀 的特点．执 理论 上判 断，贫 富 乙二醇溶 液底部的黑色糟状沉 淀物主要是铁的硫化 物 ．为了验证这个推断，首先 对黑色糟状沉 淀物盈 浅黄色的 乙二醇溶液分刷作了离子鉴定实验．根据 不同的难溶金属硫化物，由于其难 溶程度 的差 异， 有 的崦溶于不同浓度 或不 同性质 的无 机 酸 。有 的 只是散藩，有的剜基本上不{弁的规律，取黑色糟状物 质于试管中，加入 2tool的盐酸溶液，振荡。反应 ，这 维普资讯 时。可 闻到硫化氢 的特有臭 味．而且溶 }葭中有气 泡 产生，该气 体用醋酸铅试纸检定 ，结果使试纸变黑， 进一步证明是 H 气 体．同时。黑色沉 淀钎 减少，试 管中溶液的鲠色变为浅绿色．即 I 离子溶 }葭的特 征颤色．接着，又分别取此溶}葭于点滴板中。加入邻 菲罗啉和铁溶 液。结果．前者呈橘红 色溶 }葭． 后者为探兰色沉淀，试验证 明．浅绿 色溶液确 实是 F ’离子溶}葭．同时．笔者也对贫、富乙二醇的浅黄 色溶}葭作了 F芒 离子的鉴定 试验．结果 与理 论推断 完全一致．另一方面．用不 同性 质的乙二醇 溶液傲 腐蚀挂片试验．取四种不同性质的乙二醇溶 }葭： ① 新鲜乙二醇；0 被硫化氢饱和 了的新鲜乙二 醇；③ 贫乙二醇：④ 富 乙二醇． 在一样体积 的这 种溶}葭中，同时放人相同型号INS0]钢铁挂 片．腐蚀 反应时间为 63 d． 腐蚀试验结果见表 2： 衰 2 腐 蚀 实喧 结 果 庸蚀 质 新 鲜 H 饱和的 贫乙 富乙 乙二 醇 新 鲜 乙二醇 二 醇 二醇 上表中其腐蚀速率与我们理论上的判断是均台的，即 腐蚀速率@

  ① 。而且 @ 号溶}葭中底 部出现 的腐蚀 产物 也是黑色粉末状沉淀物 质．且 溶 }葭的颤色从 无色变为浅黄色 通过 咀上的理 论分析 和试验结果 。能确定贫．富乙二醇溶液底部 的黑色 糟状钎质是铁的硫 化钎． 3 结果分析和讨论 由试验结果知：设备的腐蚀主要是琉化氢的腐 蚀。即氢去极化的腐蚀过程．其反应过程如下： 阳极反 应 ：F 一2e — Fe 阴极反 应 ：2H +2e — H +H — H， Fc与溶 }葭中H’s反应 即： ) 、e+yH 一 Fe +2yH’ 式 中 Fe,S 是耋占构不同的铁的硫化物 的通式 。它是 随 着{弃液中的 H，S古量及 pH值变化而 变化。而且．其 结构不同。对腐蚀 过程 的影 响也不周 ．另外。琉 化 氢在水溶液中的电离产物 一 HS一、S 一荨离 子吸附 在金属表面。而使金属 (阳极)的电位移 向负值。执 而 增大腐蚀动力。结果促使阴极加速放氧。阳极 铁更 窖 ． I4 ． 易 进入 溶 }葭而 加速 溶 解，使 叠 属 的 电 化学 腐 蚀 速度加快．而硫 化氢溶液 中的 S卜离子 。又是 一种 很好的沉淀剂，与 F 离子结台生成难溶 的黑色 沉 淀钎 质 n ． 由于 生成 R 而 消耗 了 s卜离 子，破坏了硫化氢在水溶 }葭中的电离平衡 ．结果 。硫 化氢的电离反应向右进行。再电离 产生 H 、} ～、 S卜离子重新达到平衡．这样 不 断循环，加快对设 备 的腐蚀． 还有。在铁的硫化物鉴定试验中．黑色糟状钎 质 在稀盐酸溶液 中只溶解一部分．未溶解 的部分 不是 FeS．从颤色和粉状钎质的特征看，这 是 y不为 1 的铁 的多硫化台 物．从 理论 上分 析。硫 化氢 本 身 具有较强的还原性。可能会有单质硫存在 据文献报道。腐蚀介质中硫化氢 的浓度不 同，腐 蚀产物的结构和性 质也 不 同，当硫 化 氢 浓度 较 高 时，其腐蚀产物主要是 r-e ，该 物质是 黑色疏橙分 层状或粉末状沉淀，而 正常的情况下，琉化氢的腐蚀产 物主要是 Fes，I es 据文献介绍，Fes，Fes，能生成 致密的琉化铁膜．覆 盖在 钢铁表 材表面，而 起到保 护作用。降低金属 的腐蚀 遵度．但 R 。却投有保护 作用，反而加速金属的腐蚀Ⅲ．分析天然气脱 水生产 过程中，设备腐蚀主要是硫化氢腐蚀．腐蚀产 物不仅 有 Fes．F鹤 还有结构较为复杂的铁的多琉 化台物．从 实验结果分析。结论是：乙二醇溶}葭酸化的原 因．实 质是硫化氢及其硫化氢腐蚀过程所致． 4 防止设备腐蚀的几点措施 (I)天j}!；气进脱 水装 置前，先脱 除琉 化氢可防 止乙二醇被酸化 (2)在待循环使用的乙二醇溶}葭中加人 中和剂 和瑷蚀剂，降低{弃}葭的酸度和对设备的腐蚀速度： (3)在乙二醇循环系 坑中加设过滤器．昏鲁去乙 二醇溶}葭中的腐蚀产钎．阻止 乙二醇 在循环过程 中 腐蚀钎的积聚，减骚乙二醇酸化变性的速度．从 而达 到减轻对设备的腐蚀程度． 参 考 文 献 1 上海市化工轻工供应公司第一 化工供应部编。化工产品 实用手册(二)。上癌变通大学 出版社。l9吕9：】21 2 四川石油管理局蝙。天然气工程手册 (下)，石油工业 出版 社 。 】984：438～ 442 3 E 马特橙著。 黄建 巾等 泽。腐蚀基 础．j白金工 业出 版 社， 199o：94～ 95 4 大连理工大学无机化学教研 蜜蝙。无机化学 群艇与最 考。大连理工大学 出版社。l990：30吕 《化学工程师》1／1994【总第 38坍 J 维普资讯

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  [蓬蓬勃勃的意思]郭沫若说：“春秋末年以来，蓬蓬勃勃的自由思索的那种精神，

  【英语】广东省北京师范大学东莞石竹附属学校2015-2016学年高一上学期9月月考

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  1-Co-Creation of Value – Towards an Expanded Paradigm of Value Creation