中海石油（中國(guó)）有限公司自1985年在渤海埕北油田鋪設(shè)第一條海底管道以來(lái)，至2015年底，總長(zhǎng)度約6000公里，海底管道作為海上油氣集輸?shù)拇髣?dòng)脈正發(fā)揮著日益重要的作用。 隨著石油與天然氣勘探開(kāi)發(fā)的不斷深入，含酸性氣體腐蝕介質(zhì)的油氣田被相繼發(fā)現(xiàn)。在這些油氣田的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，鉆井、采油、采氣、集輸工程使用的金屬設(shè)備都伴隨著酸性氣體的腐蝕。然而海洋環(huán)境惡劣，作業(yè)支持困難、修復(fù)難度大且成本高，一旦發(fā)生油氣泄漏事故會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，因此管道輸送流體中的腐蝕性因子脫除工作尤為重要。針對(duì)海底管道的腐蝕與防護(hù)技術(shù)，記者采訪了中海油（天津）管道工程技術(shù)有限公司管道腐蝕與防護(hù)中心主任劉杰。

    記者：您是海底管道腐蝕與防護(hù)方面的專家，請(qǐng)問(wèn)您一下，海底管道為什么會(huì)被腐蝕？

    劉杰：海底管道的腐蝕按照腐蝕部位可以分為外腐蝕和內(nèi)腐蝕兩種。外腐蝕一般是受到海水的鹽度、氯離子、溶解氧、沖刷等多方面作用造成的損傷，一般靠涂敷一層防腐材料、包覆防腐材料、犧牲陽(yáng)極等方法進(jìn)行保護(hù)。內(nèi)腐蝕主要是由于管輸流體中的腐蝕性因子，如水、硫化氫、二氧化碳等造成的，目前對(duì)于管道的內(nèi)腐蝕還沒(méi)有有效的控制方法，因此內(nèi)腐蝕是造成管道腐蝕穿孔的主要因素。

    記者：管輸流體中的腐蝕性因子是如何破壞管道的呢？

    劉杰：地下采出油氣中不可避免的會(huì)含有硫化氫、二氧化碳、水等雜質(zhì)，硫化氫、二氧化碳都屬于酸性氣體，當(dāng)他們?nèi)苡谒缶蜁?huì)電離出H+離子，H+離子會(huì)與管道的主要材質(zhì)鐵（Fe）發(fā)生化學(xué)作用，生成鐵離子或者鐵的氧化物，從而破壞了原管道材質(zhì)的強(qiáng)度，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)造成穿孔。

    記者：那目前海上平臺(tái)對(duì)這些腐蝕性因子采取了什么控制措施？

    劉杰：目前海上平臺(tái)主要采用天然氣脫水的方式來(lái)控制管道腐蝕，因?yàn)楦傻牧蚧瘹浜投趸际遣粫?huì)產(chǎn)生腐蝕的。與此同時(shí)，液態(tài)水與天然氣中的某些低分子量的烴類或非烴類氣體分子結(jié)合形成氣體水合物，從而減小管路的流通斷面積、增加管路壓降，嚴(yán)重時(shí)將造成水合物堵塞管道，生產(chǎn)被迫中斷，因此對(duì)水的脫除是非常有必要的。

    記者：目前有效的天然氣脫水方法有哪些？

    劉杰：目前來(lái)講，被廣泛使用的脫水方法有三甘醇法（TEG法）、膜分離法、分子篩吸附法、超音速分離法等。但這些方法也都有不同的應(yīng)用領(lǐng)域。膜分離法成本較高，膜也容易堵塞；分子篩法主要應(yīng)用于天然氣的深度脫水，分子篩需要定期進(jìn)行更換；超音速法適用于單井井口或集氣站的天然氣脫水，并未大規(guī)模使用；TEG法是目前海上平臺(tái)應(yīng)用最為廣泛的方法，如渤中、錦州、黃巖等多個(gè)平臺(tái)都采用TEG脫水法。

    記者：能給我們簡(jiǎn)單講講三甘醇脫水工藝的簡(jiǎn)單流程嗎？

    劉杰：當(dāng)然可以。三甘醇脫水工藝簡(jiǎn)單來(lái)講主要分為兩部分，即三甘醇脫水部分和三甘醇再生部分。濕氣首先進(jìn)入三甘醇脫水塔與三甘醇逆流接觸，脫水后干氣外輸，含水三甘醇進(jìn)入再生系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)閃蒸、過(guò)濾、再沸、汽提等幾個(gè)步驟，將三甘醇中的水和雜質(zhì)脫除，隨后返回脫水塔使用，如此循環(huán)。該套工藝投資少、能耗低、可連續(xù)操作，因此在海上及陸地上都有廣泛的應(yīng)用。

    記者：三甘醇法脫水工藝在運(yùn)行當(dāng)中會(huì)遇到問(wèn)題嗎？

    劉杰：該裝置在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中還是存在很多問(wèn)題的。如設(shè)備腐蝕、發(fā)泡、三甘醇變質(zhì)等問(wèn)題。TEG熱降解及氧化降解會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)腐蝕設(shè)備，另外隨著一些降解產(chǎn)物和雜質(zhì)顆粒的進(jìn)入會(huì)造成三甘醇嚴(yán)重發(fā)泡，長(zhǎng)期運(yùn)行就導(dǎo)致了天然氣的脫水露點(diǎn)不達(dá)標(biāo)。

    記者：針對(duì)這些問(wèn)題目前有沒(méi)有解決方法呢？

    劉杰：經(jīng)過(guò)我們的自主研發(fā)，提出了一套超重力三甘醇脫水新工藝，可以有效提高三甘醇的脫水效率，避免三甘醇的污染、發(fā)泡。

    記者：那什么是超重力技術(shù)？

    劉杰：超重力技術(shù)是新一代的化工分離技術(shù)，它用旋轉(zhuǎn)的環(huán)狀多孔填料床代替垂直靜止的塔器，使氣-液在旋轉(zhuǎn)填料層中充分接觸，在液相的高度分散、表面急速更新和相界面得到強(qiáng)烈的擾動(dòng)的情況下進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱，使過(guò)程得到強(qiáng)化。和塔式設(shè)備相比，體積傳質(zhì)系數(shù)高一到三個(gè)數(shù)量級(jí)，設(shè)備的體積和重量?jī)H是塔式設(shè)備的百分之幾，其這一特點(diǎn)非常適合海上平臺(tái)的使用，因此我們使用超重力機(jī)替代原脫水塔作為氣液反應(yīng)器。

    記者：那與傳統(tǒng)工藝相比有什么優(yōu)點(diǎn)呢？

    劉杰：與傳統(tǒng)工藝相比，脫水效率更高，露點(diǎn)降能夠滿足外輸需求，且反應(yīng)器占地面積更小。與傳統(tǒng)工藝相比，我們還在三甘醇再生系統(tǒng)中增加了一套陶瓷膜過(guò)濾裝置，可以有效過(guò)濾掉三甘醇中的細(xì)小顆粒雜質(zhì)，有效防止了三甘醇發(fā)泡和變質(zhì)。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)申請(qǐng)了國(guó)家發(fā)明專利。

    記者：這項(xiàng)新技術(shù)現(xiàn)在有工業(yè)化的應(yīng)用嗎？

    劉杰：目前正在渤海一平臺(tái)使用。該平臺(tái)三甘醇系統(tǒng)處理天然氣露點(diǎn)長(zhǎng)期不達(dá)標(biāo)，進(jìn)行改造，處理能力由原74萬(wàn)方每天提高到164萬(wàn)方每天，要求處理后天然氣露點(diǎn)在-5℃。如果擴(kuò)建脫水塔必需要外擴(kuò)甲板，這樣費(fèi)用會(huì)很高，因此業(yè)主采用了我們的改造方案，利用超重力機(jī)替代原脫水塔，在處理氣量提高一倍多的情況下，超重力機(jī)體積還要比原塔設(shè)備體積小很多，可以有效利用原平臺(tái)空間，因此為業(yè)主節(jié)省了近9000萬(wàn)元的投資，建成國(guó)內(nèi)首套海上超重力三甘醇脫水裝置。

    記者：您認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展前景如何？

    劉杰：目前很多海上的三甘醇系統(tǒng)都存在著相類似的問(wèn)題，因此市場(chǎng)前景非常廣闊。