三甘醇裝置運(yùn)行存在問題及處理方法

摘 要 天然氣分公司北I-1深冷站在2012年11月6日投用了一套三甘醇脫水裝置，該裝置利用三甘醇的親水性，用于給再生氣進(jìn)行脫水，以保證外輸氣露點(diǎn)合格。文章介紹了三甘醇裝置自投用以來存在的問題及解決的建議。

關(guān)鍵詞 三甘醇脫水裝置；存在問題；解決建議

中圖分類號(hào)：TE53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）08-0104-01

1 相關(guān)定義

脫水：即用于描述從氣體或液體中脫除水分的工藝過程的術(shù)語。

露點(diǎn)：又稱露點(diǎn)溫度，是天然氣冷卻時(shí)，水從天然氣中冷凝下來的溫度。天然氣中水蒸汽的量通常用其露點(diǎn)表示。

三甘醇：是三乙二醇的別名，為無色無臭有吸濕性粘稠液體。用作溶劑、萃取劑、干燥劑。

2 再生氣脫水的必要性

外輸天然氣中含水會(huì)造成以下危害：①天然氣中有水汽存在時(shí)，會(huì)減少輸氣管道對(duì)天然氣的輸送能力，降低天然氣的熱值；②會(huì)形成水合物，限制或堵塞管線中氣體的流動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞閥門、管線等，影響平衡輸氣；③會(huì)造成管道腐蝕，減少管線的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起管道破裂等突發(fā)事件，造成天然氣的大量泄漏和安全事故；④會(huì)使燃?xì)饧訜釥t的燃燒器熄火，有可能造成爆炸。

深冷裝置分子篩再生氣含水值較高，該部分氣體進(jìn)入外輸氣管網(wǎng)，危害性較大。為避免外輸氣管網(wǎng)含水，現(xiàn)可采用兩種方式，一是再生氣返回壓縮機(jī)入口，二是對(duì)再生氣進(jìn)行脫水后外輸。

但再生氣返回壓縮機(jī)入口不利于裝置平穩(wěn)運(yùn)行。主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：①再生氣壓力遠(yuǎn)高于壓縮機(jī)入口氣壓力，返回入口影響壓縮機(jī)進(jìn)氣量；②再生氣返回壓縮機(jī)入口，增大了壓縮機(jī)能耗。

基于以上原因，十分有必要實(shí)現(xiàn)再生氣脫水后外輸。

3 裝置簡(jiǎn)介

2012年北I-1深冷裝置在再生氣分水罐后增設(shè)了一套三甘醇脫水裝置，對(duì)去外輸?shù)脑偕鷼膺M(jìn)行深度脫水。

此套脫水裝置主要設(shè)備包括三甘醇吸收塔、甘醇泵2臺(tái)、機(jī)械過濾器1臺(tái)、活性炭過濾器1臺(tái)、再生氣-貧液換熱器，貧、富液換熱器，三甘醇再生組合裝置1套（重沸器、精餾柱、氣提柱、甘醇緩沖罐、電加熱器），具有如下優(yōu)點(diǎn)：①裝置采用經(jīng)典成熟的甘醇吸收脫水工藝，脫水效果好；②甘醇泵可利用裝置系統(tǒng)的壓力實(shí)現(xiàn)甘醇的增壓循環(huán)；③裝置配備先進(jìn)的電加熱器，運(yùn)行穩(wěn)定，熱效率高；④裝置根據(jù)重沸器溫度傳感器實(shí)現(xiàn)電加熱器自動(dòng)啟停控制；⑤裝置可實(shí)現(xiàn)超溫自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)功能，確保裝置安全運(yùn)行；⑥裝置結(jié)構(gòu)緊湊，自成獨(dú)立系統(tǒng)，安裝快捷，搬遷方便，流程簡(jiǎn)捷，操作方便。

4 工藝流程簡(jiǎn)述

1）天然氣脫水流程。再生氣首先經(jīng)過吸收塔底設(shè)立的分離器，分離掉再生氣中2 μm以上游離態(tài)液滴及固體雜質(zhì)，進(jìn)入吸收塔下部的氣液分離段，經(jīng)過上升管通過填料與從塔上部進(jìn)入的貧三甘醇充分接觸，氣液傳質(zhì)交換，脫除掉再生氣中的水份后，經(jīng)塔頂捕霧絲網(wǎng)由塔頂部出塔。

脫水后的再生氣出塔后，經(jīng)過套管式氣體-甘醇換熱器與進(jìn)塔前熱貧甘醇換熱，降低貧三甘醇進(jìn)塔溫度，換熱后進(jìn)入外輸氣匯管，輸至界區(qū)。

2）三甘醇再生流程。貧三甘醇由塔上部進(jìn)入吸收塔，吸收水分的富甘醇與部分高壓再生氣的氣液混合物作為動(dòng)力進(jìn)入甘醇泵。

從甘醇泵出來的富甘醇進(jìn)入三甘醇精餾柱頂部盤管換熱后進(jìn)入機(jī)械過濾器及活性炭過濾器。過濾掉富甘醇中的固體雜質(zhì)、烴類及三甘醇再生時(shí)的降解物質(zhì)。然后富甘醇進(jìn)入板式貧富液換熱器，與由再生重沸器下部緩沖罐流出的貧甘醇換熱升溫后進(jìn)入三甘醇精餾柱，通過精餾段、塔頂回流及塔底重沸的綜合作用，使富甘醇中的水份及部分烴類分離出塔。重沸器中的貧甘醇經(jīng)貧液汽提柱，溢流至重沸器下部三甘醇緩沖罐。

貧液在緩沖罐中經(jīng)過緩沖罐外壁的冷卻，進(jìn)入板式貧富液換熱器，與富甘醇換熱，溫度降至60℃左右進(jìn)甘醇泵，經(jīng)泵增壓后進(jìn)套管式氣液換熱器與脫水后的再生氣換熱，進(jìn)入吸收塔。

3）輔助流程。從吸收塔出口再生氣管線上引出一股干氣作為裝置自用氣，經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥節(jié)流并穩(wěn)壓后進(jìn)入三甘醇再生重沸器，加熱后引伸至貧液汽提柱下部，作為貧液汽提氣，來提高再生后貧甘醇的濃度。由于目前檢測(cè)貧甘醇濃度大于99%，已達(dá)到再生標(biāo)準(zhǔn)，此項(xiàng)汽提流程暫未投用。

5 存在問題

1）三甘醇出現(xiàn)流失情況。在三甘醇脫水裝置的運(yùn)行中，再生氣壓力一直控制穩(wěn)定，同時(shí)流量只根據(jù)再生需要調(diào)節(jié)，未出現(xiàn)大幅波動(dòng)情況下，三甘醇緩沖罐液位突然下降，從現(xiàn)場(chǎng)地面觀察，也沒有從精餾柱煙囪噴出甘醇的痕跡，判斷可能因以下幾種問題導(dǎo)致三甘醇流失：①流量變化時(shí)，導(dǎo)致再生氣攜帶三甘醇進(jìn)入外輸氣，引起甘醇流失；②甘醇泵泵次高于25次/分鐘，富甘醇帶入精餾柱水份增加，蒸汽量增大，三甘醇隨蒸汽一起排放出精餾柱；③吸收塔底排液不及時(shí)，導(dǎo)致大量水份隨甘醇進(jìn)入精餾柱，蒸汽量增加，出現(xiàn)甘醇從煙囪噴出情況。

處理措施：泵次調(diào)整為15次/分鐘，加強(qiáng)塔底排液，繼續(xù)觀察三甘醇系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

2）三甘醇設(shè)備無保溫防護(hù)。此套三甘醇脫水裝置，甘醇線并未安裝電伴熱或采取保溫措施，突發(fā)裝置停機(jī)與再生氣系統(tǒng)故障后，吸收塔壓力降至0.8 MPa以下，甘醇泵失去動(dòng)力源無法繼續(xù)運(yùn)行，存留在管線中，當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，甘醇粘度增加，待恢復(fù)運(yùn)行后脫水效果變差，影響外輸氣露點(diǎn)質(zhì)量；同時(shí)含水的富甘醇容易在管線內(nèi)形成凍堵，影響脫水裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。

處理措施：建議在甘醇管線上加裝保溫，在橇裝上安裝保護(hù)箱體。

3）排污線不完善，且無液位遠(yuǎn)傳及自動(dòng)排污系統(tǒng)。此套三甘醇脫水裝置，吸收塔底部排污線與原穩(wěn)回油線相連，目前該排污線并未安裝出口單流閥，原穩(wěn)裝置回油出現(xiàn)倒流至排污線內(nèi)的情況，造成排污線堵塞，排污困難；由于排污時(shí)必須保留液封，而此條排污線采用球閥手動(dòng)排污，增加了準(zhǔn)確控制塔底液位難度；另塔底液位并未安全數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，崗位人員只能通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控液位，給崗位操作帶來了極大的不便。

處理措施：2013年已經(jīng)上設(shè)計(jì)計(jì)劃，將在三甘醇裝置增設(shè)液位遠(yuǎn)傳，調(diào)節(jié)閥控制排污，并加裝單流閥。

4）三甘醇再生塔頂排放氣味大。三甘醇再生塔塔頂排出的氣體中大部分為水蒸氣，同時(shí)還含有甲烷及少量的重?zé)N。設(shè)計(jì)保證分離出的這部分氣體中甲烷及重?zé)N含量極少，符合大氣污染物無組織排放國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但從目前裝置運(yùn)行中觀察，排放氣體中化學(xué)氣味較濃。

處理措施：建議對(duì)該氣體進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)排放系統(tǒng)進(jìn)行

改造。

6 結(jié)論

北I-1深冷站三甘醇脫水裝置為天然氣分公司引進(jìn)的第一套給再生氣進(jìn)行脫水的裝置，該裝置的平穩(wěn)運(yùn)行可以保證冬季外輸氣露點(diǎn)合格，降低外輸管網(wǎng)凍堵率，而本文對(duì)北I-1深冷站一年來三甘醇脫水裝置運(yùn)行時(shí)存在問題進(jìn)行分析和處理，為分公司繼續(xù)開展三甘醇脫水項(xiàng)目提供意見及建議。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣洪，楊昌平.天然氣三甘醇脫水裝置節(jié)能分析[J].石油與天然氣化工，2010（04）.

[2]李進(jìn)超.三甘醇脫水裝置投產(chǎn)常見故障分析及排除[J].科技與企業(yè)，2013（01）.

作者簡(jiǎn)介

李雪峰（1977-），男，2009年6月畢業(yè)于大慶石油學(xué)院石油工程專業(yè)，現(xiàn)工作于天然氣分公司油氣加工七大隊(duì)維修隊(duì)。endprint