高温渗碳与酸性介质腐蚀的防控策略‌

煤制天然气作为煤化工的重要分支，在能源结构调整与清洁能源供应中发挥关键作用。随着技术的成熟，越来越多的煤制天然气项目落地投产，生产规模不断扩大。鄂尔多斯凭借煤炭资源优势，在该领域占据重要地位，但煤制天然气设备在复杂工况下的腐蚀问题，严重制约着产业的稳定运行与发展。

一、煤制天然气设备腐蚀因素分析

气化阶段腐蚀：

在煤气化过程中，高温高压环境伴有大量还原性气体，如一氧化碳、氢气等，以及含硫化合物。这些气体与设备金属表面发生化学反应，产生渗碳、硫化等现象，破坏金属组织结构，降低设备强度。同时，高温加速了腐蚀反应速率，使得设备的腐蚀加剧。以常见的固定床鲁奇气化炉为例，气化反应温度在 800 - 900℃，压力为 2.5 - 4.0MPa ，此条件下，这些气体与设备金属表面发生化学反应，产生渗碳、硫化等现象，破坏金属组织结构，降低设备强度。而像水煤浆气化炉，如 Texaco 气化炉，气化温度则高达 1400℃ ，气化压力在 3.0 - 8.5MPa 之间，高温极大地加速了腐蚀反应速率，使得设备的腐蚀更为严峻。

变换与净化阶段腐蚀：

此阶段涉及多种化学反应，如一氧化碳变换反应、酸性气体脱除等。反应产生的酸性介质，如硫化氢、二氧化碳的水溶液，对设备产生强烈的电化学腐蚀。此外，溶液中的杂质、悬浮物在流动过程中会冲刷设备内壁，造成冲刷腐蚀，导致设备壁厚减薄、局部穿孔。

甲烷化阶段腐蚀：

甲烷化反应在高温高压下进行，设备长期处于该工况，金属材料易发生高温蠕变。同时，微量的硫、氯等杂质会引发应力腐蚀开裂，尤其是在设备的焊接部位和应力集中区域，一旦发生腐蚀开裂，将严重影响设备的安全运行。

二、煤制天然气设备防腐技术与措施

耐蚀材料选择：

针对气化炉等关键设备，选用耐高温、耐硫腐蚀的镍基合金，如 Inconel 625 等。这类合金具有良好的高温强度和抗硫化性能，能有效抵御气化阶段的恶劣环境。在变换与净化设备中，采用含钼不锈钢，增强设备对酸性介质的耐蚀性。

涂层防护技术：

在设备内壁喷涂重防腐涂层，如ZS-822复合陶瓷防腐涂层，其硬度高、耐磨性好，能有效抵抗冲刷腐蚀和化学腐蚀。对于容易发生应力腐蚀开裂的部位，采用有机涂层进行防护，如ZS-1041烟气防腐涂层，可隔绝腐蚀性介质，缓解应力集中。

缓蚀剂应用：

在变换与净化系统的溶液中添加缓蚀剂，如咪唑啉类缓蚀剂，通过在金属表面形成保护膜，抑制电化学腐蚀的发生。定期监测溶液中缓蚀剂的浓度，确保其防护效果。

电化学保护：

对于长输管道等大型设备，采用阴极保护技术，通过外加电源或牺牲阳极，使管道表面成为阴极，阻止腐蚀电流的产生。同时，结合ZS-711无机涂层防护，提高管道的整体防腐性能。

煤制天然气设备的防腐工作是保障生产安全、提高生产效率的关键。通过深入分析腐蚀因素，采取针对性的防腐技术和有效的维护管理措施，能够有效降低设备的腐蚀风险，延长设备使用寿命，促进煤制天然气产业的可持续发展。在未来的发展中，随着技术的不断进步，应持续探索和应用新的防腐技术，为煤制天然气产业的稳定运行提供更有力的保障。