三甘醇設備重沸器火筒腐蝕及甘醇損失情況淺析

鮑澤鈺(青海油田天然氣開發(fā)公司 青海 格爾木 816000)

一、工藝簡述

經(jīng)過分離脫掉大部地層水及泥沙的天然氣，從吸收塔底部進入向上流動,經(jīng)過泡罩塔盤與向下的三甘醇溶液形成逆流，充分接觸脫去天然氣水分后由吸收塔頂流出后外輸。三甘醇溶液吸收了天然氣中的水份成為富三甘醇溶液，從吸收塔底部流出進入再生部分，在貧／富三甘醇換熱器(冷)中與再生好的熱三甘醇貧液換熱后進入閃蒸分離器中；在這里分離出被三甘醇溶液吸收的烴類氣體經(jīng)上部出口排空，而由閃蒸分離器底部排出的富三甘醇經(jīng)過過濾器，以除去其在吸收塔中吸收與攜帶過來的少量固體、液烴、化學劑及其他雜質。隨后，富三甘醇溶液經(jīng)貧／富三甘醇換熱器(熱)預熱，進入重沸器上部的精餾柱中；在這里，富三甘醇向下流人重沸器，與由重沸器中氣化上升的熱三甘醇蒸氣和水蒸氣接觸，進行傳熱與傳質；重沸器內(nèi)由富三甘醇中氣化的水蒸氣經(jīng)精餾柱頂部排至大氣，再生好的貧三甘醇溶液由此流出后經(jīng)貧／富三甘醇換熱器(冷)冷卻，然后經(jīng)三甘醇泵加壓去氣體／三甘醇換熱器進一步冷卻，最后進入吸收塔頂部循環(huán)使用，完成整個三甘醇循環(huán)過程。

二、故障部位簡述

三甘醇火筒為三甘醇脫水裝置的關鍵設備之一，放置于重沸器內(nèi)，主要作用為給重沸器內(nèi)的富甘醇加熱至規(guī)定溫度，實現(xiàn)含水三甘醇（富甘醇）內(nèi)的水分形成水蒸氣，經(jīng)精餾柱頂部排至大氣，達到提純?nèi)蚀?，重復利用的效果?/p>

三、故障描述

某氣田三甘醇脫水裝置在使用一段時間內(nèi)，發(fā)現(xiàn)三甘醇本液減少，且有從精餾柱頂部噴出、煙筒中大量煙氣排出等現(xiàn)象，初步判斷為火筒漏失，停裝置，拆卸檢修后確認為火筒腐蝕穿孔。

四、原因分析

1.天然氣攜帶損失

由于三甘醇的蒸氣壓力很低,造成出塔的天然氣由于流速等原因攜帶部分三甘醇,特別是在吸收塔的備壓波動范圍較大大、氣流速度過快或氣量不穩(wěn)定的情況下,三甘醇的攜帶損失明顯。

2.三甘醇被氣體攜帶物污染

這里氣體攜帶物主要指含鹽堿類地層水，天然氣中攜帶的含鹽堿類地層水進入三甘醇脫水裝置后，與三甘醇接觸,受溫度影響氣體攜帶鹽堿物質在三甘醇溶液中的溶解度下降。當甘醇中鹽堿物質含量達到200～300 mg/L時便會在火筒上形成沉積,逐漸形成鹽堿覆蓋層,從而造成火筒腐蝕的加劇，而且會引起局部的溫度升高導致甘醇降解,由精餾柱排出，造成三甘醇部分損失。

3.分離器液體處理量影響

各大氣田都建有一二級甚至多級處理設備，當氣田攜液量達到一定數(shù)量后，分離設備氣體處理雖說可正常完成，但部分分離器由于體積小，造成氣體停留時間短，導致液體處理量減小，從而增加了脫水撬前端分離設備脫水負荷，而前段分離器一般對小顆粒水滴分離效果不佳，致使將較多水分帶入脫水撬吸收塔中，導致三甘醇被鹽堿物質污染變質降解，尤其對于產(chǎn)出水水礦化度較高氣田來說，更容易在火筒壁形成結垢，在高溫條件下易形成局部過熱區(qū)域，加速火筒腐蝕。

圖1 三甘醇結焦物被焚燒后留下的鹽堿結晶塊

圖二 重沸器內(nèi)火筒被層層鹽堿結晶附著

圖三 火筒壁周圍鹽堿結晶附著嚴重

圖四 重沸器中的鹽堿結晶碎塊

4.三甘醇溶液本體問題，由于部分氣田受管理等意思影響，對采購三甘醇未進行入庫質量檢測及在使用前的過濾，造成溶液本身已是質量不過關造成高溫結焦，二是溶液中所含雜質結焦，直接造成火筒受熱不均，腐蝕加劇，甘醇損失嚴重；

圖一 含雜質三甘醇

圖二 結焦物附著的火筒

5.三甘醇能量泵循環(huán)不暢，三甘醇能量泵啟動壓力為4.5M Pa左右，當啟動壓力小于4.5M Pa時，受外輸壓力波動等影響，造成三甘醇能量泵運行不穩(wěn)定，泵循環(huán)速度不穩(wěn)，導致富液罐局部受熱不均，富液加熱時間過久造成部分三甘醇變質降解，結焦并附著在火筒壁，形成局部溫度超高，加速對火筒的腐蝕速度。

五、建議采取的措施

1.平穩(wěn)操作，保持壓力穩(wěn)定

三甘醇吸收塔壓力波動的設定值在很小的范圍內(nèi)(±0.1 M Pa)左右，所以首先裝置在加減氣量時要緩慢操作，升降壓速度不能過快；其次過氣量應控制在吸收塔設計處理范圍內(nèi)，避免裝置超負荷運行，造成甘醇的損失，最后由于大部分三甘醇脫水裝置都建立在天然氣外輸處理廠，受外輸壓力影響較大，易產(chǎn)生回壓等波動，造成天然氣進出塔流速不穩(wěn)，也導致天然氣攜帶甘醇較多，間接增大脫水負荷。

2.定期對循環(huán)系統(tǒng)各部位甘醇取樣分析

A、水含量：貧液中的水含量應低于1%,富甘醇中的水含量一般不超過5%～6%,水含量超標則需要調節(jié)重沸器的溫度或改變循環(huán)量;一般貧甘醇的濃度在98%～99.5%之間,富甘醇在93%～97%之間,如果貧富液的濃度相差在0.5%～1.5%之間,表明甘醇循環(huán)速度太快,貧富液相差在4%～5%之間,表明甘醇循環(huán)速度太低。

B、p H 值：p H 值應保持在7.0～7.5之間。

C、氯含量：確定甘醇中的氯含量,一般 (重量百分比)應低于1%。

D、固體含量：確定甘醇中懸浮固體含量,如果固體雜質的量達到400～500 mg/L,就應檢查過濾裝置。

E、鐵含量：該值顯示出脫水裝置中腐蝕狀況,一般鐵的含量低于5 mg/L認為無腐蝕發(fā)生,如果達到10～15 mg/L表明甘醇液中有鐵的腐蝕產(chǎn)物(如氧化鐵),鐵的含量最高不應超過100 mg/L。

F、甘醇的類型及含量。如果三甘醇中的其它醇類增多,則說明甘醇發(fā)生了降解,則要檢查重沸器的溫度、甘醇循環(huán)量等及重沸器的結垢及火焰燃燒情況。

3.合理調節(jié)生產(chǎn)參數(shù)，遵照氣田各自生產(chǎn)特點，調節(jié)適當三甘醇能量泵運行壓力，且在保證正常生產(chǎn)情況下，盡可能提升甘醇進吸收塔壓力，保證脫水效果。

4.定期對前段分離器進行分離效果評價，確保進塔氣質符合基本脫水要求。

5.提高裝置自身過濾系統(tǒng)的過濾效果，加強過濾參數(shù)監(jiān)控，部分裝置采用活性炭過濾方式，由于活性碳濾芯從出廠到使用經(jīng)過多次搬運,造成部分碳粒破碎一定程度影響過濾效果或細粒碳粉被帶入甘醇反而污染甘醇，產(chǎn)生甘醇降解物及烴類物質影響脫水效果。

上述故障淺析，僅為自身與設備操作人員結合工作經(jīng)驗及裝置使用的特殊區(qū)域所談，不足之處請指正。