海上天然气脱水装置三甘醇流失机理研究.pdf

.81第8 期海上天然气脱水装置三甘醇流失机理研究柳强，王勇（1.中海石油（中国）有限公司上海分公司，上海长宁，2 0 0 335)（2.重庆气体压缩机厂有限责任公司，重庆4 0 1 30 0）摘要】三甘醇脱水法广泛应用于天然气田开发中脱除水分。在天然气处理装置的脱水工艺中，三甘醇吸附再生的循环过程难免会有部分三甘醇流失。三甘醇是相当昂贵的化学药剂，超额的甘醇流失将会增加脱水单元的成本损耗。本文主要阐述三甘醇在脱水、再生等环节中的流失原因。关键词】三甘醇；接触塔；再生；流失使用三甘醇法脱水，其主要装置包括天然气脱水单元和三甘醇再生单元。在脱水单元，贫三甘醇吸附天然气中的水分变成富三甘醇，富含水的三甘醇溶液进入再生装置通过再生塔重沸器加热脱水变为含水较少的贫三甘醇，再生处理合格后含水较少的贫三甘醇再次进入天然气脱水装置对天然气进行脱水，形成一个完整的闭式循环。三甘醇的流失就发生在闭式循环的各个环节中。1三甘醇在接触塔中的流失三甘醇溶液流失的原因通常是在接触塔顶部由于气体携带造成的。虽然尽量低地控制三甘醇蒸气压，但是塔顶采出的天然气难免会携带少量的三甘醇，尤其是在三甘醇吸收塔背压操作压力不稳、气体流速较块或采出气波动较大的情形下，三甘醇的流失量更不容忽视。为了尽可能地减少三甘醇的流失，需要将吸收塔压力波动控制在较小的范围内（土0.1 MPa），在工艺调整过程中，升压或者降压操作尽量平稳不可过快，另外操作压力应在吸收塔的设计操作范围内，不可超出设计工作。出现携带的主要原因是甘醇液起泡、气体高流速、接触塔捕雾器损坏。三甘醇溶液起泡主要是由于被某些微粒或碳氢化合物污染造成的，因此减少甘醇起泡的最好方法就是保持甘醇溶液清洁。接触塔的上游设有湿气过滤分离器，要确保湿气过滤分离器内的滤芯具有很好的过滤、分离效果，某气田曾多次出现湿气过滤分离器滤芯失效问题，导致其过滤效果降低三甘醇被污染。日常操作中是通过滤芯前后的压差来判断是否更换滤芯，而在实际过程中，经常滤芯前后压差不上涨，但是滤芯已经失效，经过拆检发现滤芯内部支撑滤芯的钢质骨架在长期的酸性环境中发生腐蚀破损，导致滤芯失效。普通钢质骨架抗腐蚀性能力有限，不易长时间工作在酸性环境中，需更换为抗腐蚀性更强的双相不锈钢材质。工艺操作中需按照操作规程检查高效的滤芯是否具有过滤作用，同时滤芯的过滤进度应该进行调整以满足生产需要，并且采用抗腐蚀性更强的双相不锈钢材质的滤芯框架，滤芯在壳体内的密封需要保证，避免出现泄漏。在工艺处理过程中按照操作过程定期排污，同时压差监测，分别在过滤段和分离段进行；监测到压差不在操作允许范围内，需要立即检查更换滤芯。高效分离器在正确的操作条件下工作，是三甘醇和水分离效果才能得到保证。三甘醇在闪蒸罐进行有效的分离，清除液态的碳氢化合物。在工艺处理过程中合理的应用三甘醇过滤器，包括固体过滤率和活性炭过滤器，也是十分重要的。如果起泡现象一直存在，就必须使用消泡剂，它们的使用必须根据厂家的推荐方法进行，过多的使用反而会增加和维持起泡的条件。当气体在接触塔内向上的流速过快时，就会作者简介：柳强（1 9 8 2 一），男，汉，湖北枝江人，西南石油大学石油工程专业毕业，工程硕士，工程师。长期从事海洋石油与天然气开发开采工作。822023年第2 6 卷技术交流石油和化工设备出现携带甘醇溶液的问题，严重时甚至会出现冲塔现象。气体流速过高的主要原因有几种：接触塔设计不合理；气体流量超过了最大设计流量；部分接触塔规整填料被淤积物、污垢、降解产物等污染和堵塞。当出现这种问题时，最明显的情况显示是接触塔上下的差压明显增大。接触塔应该装配一个高效的捕雾器。捕雾器有时会发生两种情况：出现部分堵塞，或被移走。这两种情况中的任何一种都会使甘醇溶液出现气体携带和流失。在接触塔中，三甘醇粘度大也会导致三甘醇损耗，当接触塔温度低于2 0 时，接触塔内三甘醇粘度将增大30%，三甘醇吸收烃类增加导致发泡。2三甘醇在再生撬中的流失在三甘醇再生撬中，甘醇在汽提塔顶部也会出现流失问题，这种流失情况主要是由于甘醇的携带或汽化造成的。携带损失主要是由于甘醇中携带了碳氢化合物（或大量的被溶解气体），它们没有在甘醇闪蒸罐中被清除。有时在再沸器中被溶解的碳氢化合物汽化可以起到汽提气的作用，然而更多的情况是碳氢化合物进入到再沸器中产生剧烈的沸腾，产生很高的蒸汽流速向上通过汽提段，这使得甘醇液滴被带出放空管，有时甚至会在再沸器内产生剧烈的压力波动，导致再沸器压力迅速上涨，这将引起汽提器产生“呕吐”，每次排出几加仑的液体，即液泛现象。精馏柱填料堵塞也会导致液泛现象发生。某气田生产中曾出现过精馏柱内鲍尔环堵塞现象，导致三甘醇日耗量急剧增大，通过对再沸器开罐并清洗精馏柱内填料鲍尔环，发现结焦物几乎完全填塞了精馏柱填料的空隙，影响气液交换；散堆的钢鲍尔环被胶质的粘结物质和系统内的杂质填充满了原本用于交换的填料缝隙空间。填料空隙没有传热传质的流体交换空间，重沸器不能畅通地排出内部蒸发出的水蒸汽，凝液再次进入重沸器，重沸器工作负荷被无限加大里哦啊。建议定期对再沸器清罐，将罐内淤积的各种沉淀污染物清理出去，避免污染三甘醇，并对精馏柱内鲍尔环进行清洗，确保三甘醇流通顺畅。在汽提塔中出现的携带流失可以通过仔细观测其放空管线是否有甘醇被携带出来的迹象进行确定。在精馏柱顶部出现甘醇溶液的汽化损失是由于回流不充分造成的。精馏柱顶部的温度应该控制在9 8 1 0 2 之间，如果超出温度上限范围，就会造成三甘醇汽化损失，此次需调节回流盘管的温度来达到控制精馏柱的温度。3三甘醇流失的其它原因三甘醇流失的其它一些原因包括：降解、泄漏、腐蚀变质、溢出等。三甘醇的高温降解经常会出现，这是因为再沸器在温度高于4 0 0 F的条件下操作造成的。在工艺操作时应尽可能控制好三甘醇再生的温度，否则会导致三甘醇大量出现碳化；三甘醇大量出现碳化主要因素可能是在重沸器罐内三甘醇液位监测点设设置不合理，偏低，检测到的温度为罐内三甘醇蒸汽的温度，而非再生三甘醇的温度，从而使三甘醇降解温度低于三甘醇的再生温度，出现三甘醇流失现象。当甘醇溶液中包含溶解盐或碳氢化合物时，另一种高温降解机理会出现。溶解在甘醇液中的盐或碳氢物质会在电加热盘管表面形成沉淀物，这会阻碍热能的传输，因此为满足三甘醇再生温度要求，电加热器功率会逐步加大，这将会造成电加热器表面局部过热现象，导致三甘醇高温裂解，最终对甘醇溶液造成破坏。三甘醇能够通过化学降解的方式进行分解。在这个范畴中最常见的问题是氧化问题，氧伴随着入口气体进入到再生系统中。三甘醇活性较大，容易被氧化，从而氧化反应生产腐蚀性酸溶液。回收和加注过程氧气可能进入三甘醇系统，这时候要在操作过程尽量减少接触。三甘醇脱水工艺中常常还会吸收天然气中携带各种酸性气体，如硫化氢或二氧化碳，会导致甘醇溶液PH值降低。正常情况，贫甘醇溶液PH值维持在6.5 7，富甘醇溶液PH值维持在5 6，当PH值高于9 时会引起三甘醇的乳化和发泡，进而导致三甘醇流失。三甘醇在循环泵中出现泄漏的主要原因是柱塞泵填料泄漏导致的。操作人员在实际操作中要细致的观察，出现泄漏要及时进行合理的处理和维修，把由于这种情况出现的甘醇损失控制在最小化。4结语三甘醇在脱水及再生过程中主要消耗在接触(下转8 5 页）(上接8 2 页）-85-王立存真空感应气熔炼炉液压传动装置的设计第8 期4）、通过上述步骤确定完油缸的尺寸、安装方式、油缸的长度和行程后与样本进行对照，并与生产厂家联系，此油缸是否能够制作（生产厂家主要看油缸的长度除去行程外的距离是否具备安装油封的空间）。此项目中提升油缸型号为63/40-230安装方式：耳环连接。2.2托轮组件托轮组件的作用是托住卡箍。托轮组件一般为三个，圆周方向均匀布置，但有时为了避开法兰接管，可以适当调整布置方位。3结束语塔、再生撬等设备中，以及其它一些原因包括：降解、泄漏、腐蚀变质、溢出等。在生产中，天然气携带的各种污染物、腐蚀产物及降解产物都会累积到三甘醇溶液中，引起三甘醇有效浓度降低、脱水性能恶化、发泡引起雾沫夹带并导致三甘醇大量损失。降低三甘醇流失，务必把三甘醇流失率降至装置厂家给出的参数指标范围内，例如某三甘醇装置厂家给出的技术参数：TEG损失量 0.1gal/MMSCF，（1g a l=3.7 8 54117 8 4升，MMSCF即1000000立方英尺=2 8 316 立方米），即每10 0 0 0 方天然气损失的三甘醇量要小于0.134升。笔者针对真空感应气氛熔炼炉液压传动设计中液压缸形式及行程的选取、导套套的设计、托轮的设计及计算、转轴的设计及计算，进行了简略的介绍，为快开装置提供了另一种方案供用户选择。参考文献1成大先机械设计手册单行本化学工业出版社2 0 0 4年出版收稿日期：2 0 2 3-0 3-2 1修回日期：2 0 2 3-0 7-13参考文献1任俊，景阿宁.污染三甘醇溶液的净化处理技术 .天然气工业，2 0 0 0，2 0(6):98-10 02李明国，徐立，张艳玲，樊军，杜燕，蒲永松等天然气脱水生产中三甘3醇的使用情况 钻采工艺，第2 8 卷第3期：10 7.4金祥哲等.污染物对三甘醇脱水性和发泡性影响的研究J.天然气工业，2 0 0 5，2 5(10)：97-98.5韩效奎.减少脱水系统冻堵，提高三十万方轻烃装置运行时效 .中国石油和化工标准与质量，第8 期，2 93.6王效东等.浅谈三甘醇在天然气脱水过程中的损耗分析及应对措施 .石油工业技术监督，2 0 11:47-48.7郭彬，何战友，刘学蕊，等三甘醇失效原因分析及回收研究 天然气工业2 0 0 6，(9):152-153，18 1.收稿日期：2 0 2 3-0 3-2 1修回日期：2 0 2 3-0 7-13