集氣站脫水撬精餾柱尾氣異味治理研究

李文超

（中石化石油工程設(shè)計有限公司，四川成都 610091）

集氣站脫水撬精餾柱尾氣異味治理研究

李文超

（中石化石油工程設(shè)計有限公司，四川成都 610091）

川西氣田現(xiàn)建有9座甘醇工藝脫水站，從2015年全面投運至今，脫水設(shè)備在運行中常常排出帶有異味的尾氣，嚴(yán)重影響了現(xiàn)場工作人員和周邊居民的正常生產(chǎn)生活。分析異味來源并介紹適合工程實際的異味處理工藝，探討其適應(yīng)性和優(yōu)缺點。

脫水撬；尾氣；異味；處理

1 前言

川西氣田脫水撬流程為，濕天然氣先經(jīng)過分離器，分離出攜帶的液體和固體雜質(zhì)。分離出來的氣體進(jìn)入吸收塔。氣體自下向上與自塔頂下流的貧TEG在塔板上逆流接觸，吸收氣體中的水。干氣自塔頂流出進(jìn)外輸管道。吸收了水的富TEG自塔底流出通過精餾柱頂部的盤管與再生后的貧TEG換熱后，經(jīng)閃蒸罐閃蒸出富TEG中溶解的烴類組分，再經(jīng)過濾除去機械雜志，然后進(jìn)入再生塔提濃，蒸去水分流入塔底緩沖罐，緩沖罐流出的貧TEG與自吸收塔來的富TEG換熱，形成一個吸收再生循環(huán)。

通過分析發(fā)現(xiàn)是鉆井液、天然氣凝析油、井底泡排劑中的重?zé)N、芳香烴類物質(zhì)混入了天然氣，導(dǎo)致脫水運行過程中精餾柱頂部排放的氣帶有異味，從而影響企業(yè)周邊居民的正常生活和身體健康。因此，需要對脫水撬排放的再生尾氣進(jìn)行處理后排放。

2 異味尾氣產(chǎn)生原因分析

2.1 重?zé)N等物質(zhì)來源分析

通過梳理氣井建產(chǎn)及生產(chǎn)環(huán)節(jié)，確定在鉆井液施工、天然氣凝析油產(chǎn)出、泡排施工、甘醇脫水劑吸附脫水時導(dǎo)致天然氣中混入了重?zé)N、芳香烴類的物質(zhì)，從而進(jìn)入下游脫水裝置，并在三甘醇中富積導(dǎo)致排放的尾氣含有異味。

經(jīng)過組分分析，可見泡排劑中含有芳香烴組分，且多為苯、甲苯、乙苯、二甲基苯，鄰二甲基苯。該類物質(zhì)在精餾柱冷凝液中也檢測出，因此，泡排劑是精餾柱凝液中苯、甲苯、乙苯、二甲基苯，鄰二甲基苯的來源之一。

2.2 脫水裝置自身因素

通過對川西脫水撬尾氣異味泄漏的初步分析研究結(jié)果，主要泄漏原因是部分脫水設(shè)備的精餾塔頂部排空尾氣未經(jīng)過冷凝分離處理，或未經(jīng)分離吸收處理，含異味的氣體直接排空后，影響了周邊居民生產(chǎn)生活。

3 異味尾氣處理技術(shù)

3.1 尾氣熱分解法

某站脫水設(shè)備設(shè)置中，將精餾柱外排氣通過彎頭強制導(dǎo)入冷凝罐冷凝后，再通過另外一根氣相管線，將通過冷凝已經(jīng)去掉大部分苯類物質(zhì)的尾氣導(dǎo)入再生塔燃燒爐煙囪，與燃料氣燃燒后的高溫尾氣一并外排。

此種做法避免了精餾柱外排氣中的苯類物質(zhì)放散到空中，理論上可實現(xiàn)苯類物質(zhì)在高溫下的燃燒分解。且對精餾柱頂部的壓力不會造成不利的回壓。但在實際運行過程中，煙囪尾部的燃料氣尾氣的溫度已降低，不足以對含有大量水蒸氣的精餾柱尾氣進(jìn)行徹底分解，導(dǎo)致尾氣消除效果較差，現(xiàn)場仍能聞到異味。

3.2 尾氣灼燒法

某站脫水設(shè)備設(shè)置中，將精餾柱外排氣通過彎頭強制導(dǎo)入冷凝罐冷凝后，再通過另外一根氣相管線接入1套的灼燒爐。通過燃料氣燃燒在灼燒爐膛形成1 000℃左右的高溫環(huán)境，讓尾氣中的重?zé)N、芳香烴類物質(zhì)充分燃燒分解，避免了異味尾氣的外排。

在實際運行過程中，灼燒爐煙囪尾部形成的煙氣的黑度會隨著供給的燃料氣量變化而變化。裝置投運時，需先將灼燒爐膛高溫環(huán)境形成，再投運脫水裝置導(dǎo)入精餾柱尾氣，否則會導(dǎo)致大量黑煙產(chǎn)生。

在精餾柱尾氣進(jìn)入灼燒爐前，設(shè)置了指式空冷器將尾氣中的水蒸氣預(yù)分離以進(jìn)一步減小進(jìn)入灼燒爐的負(fù)荷，保證灼燒效果。目前該裝置運行效果量好。由于煙囪本身具有抽吸效應(yīng)，其產(chǎn)生的負(fù)壓可以抵消一部分冷凝管道導(dǎo)致的沿程摩阻。因此，此方案導(dǎo)致的精餾柱頂部回壓增壓在允許范圍內(nèi)。投資在13萬元左右。

3.3 尾氣洗滌法

另外，將精餾柱外排氣通過彎頭強制導(dǎo)入冷凝罐冷凝后，再通過另外一根氣相管線接入1套的吸收洗滌罐。由于脫水裝置運行過程中，精餾柱尾氣屬于不間斷的能量，若不設(shè)置循環(huán)水系統(tǒng)，則會導(dǎo)致洗滌罐溫度出現(xiàn)持續(xù)升高，無法達(dá)到冷凝效果；其次，由于排氣管道需要插入洗滌罐液面以下，從而導(dǎo)致較大的精餾柱頂部回壓，根據(jù)飽和水蒸氣溫度壓力曲線得知，精餾柱頂部的再生溫度也相應(yīng)升高，導(dǎo)致更多的TEG被蒸發(fā)帶走，損耗量加大；且TEG再生環(huán)境的壓力增高后，導(dǎo)致再生后的貧TEG的濃度降低，會增大整個流程中的TEG循環(huán)量，增加能耗。總的來說，此方案，在理論上和實際工程上并不可行。投資在10萬元左右。

3.4 尾氣冷凝法

將精餾柱外排氣通過彎頭強制導(dǎo)入冷凝罐冷凝后，再通過另外一根氣相管線接入1套的空氣冷凝器，剩余的尾氣僅含有極少量的烴類物質(zhì)，再通過再生撬原放散管排放。該冷凝器為兩級指式結(jié)構(gòu)，并在入口和兩級之間設(shè)有分水設(shè)施。經(jīng)過HYSYS軟件工藝模擬，整個流程回壓在15kPa以內(nèi)，溫度降在40℃左右，可將大部分烴類物質(zhì)冷凝成液態(tài)。理論上非常好地解決的了尾氣中烴類組分的冷凝分解的問題。

在實際運行過程中，該裝置入口管道溫度約為80℃，需要做好放高溫保護避免操作人員被燙傷。投資在5萬元左右。

4 結(jié)論

1）脫水裝置精餾柱頂部尾氣的異味，主要來源于氣井生產(chǎn)過程中添加的泡排劑。

2）在無法更換泡排劑成分，且保證效果的兼顧經(jīng)濟可行的原則下，推薦采用尾氣冷凝法。

[1] 吳波，顧一稼，陳俊萍.污染場地修復(fù)環(huán)境監(jiān)理與工程監(jiān)理合署監(jiān)理實踐[J].四川環(huán)境，2016，（01）：86-91.

[2] 史建雨，田文凱，王宏亮，等.污染場地修復(fù)工程環(huán)境監(jiān)理案例研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（07）：81-82.

[3] 許偉，沈楨，張建榮，等.污染場地修復(fù)工程環(huán)境監(jiān)理的實踐與探索[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2016，（02）：61-64.

[4] 許偉.污染場地修復(fù)工程環(huán)境監(jiān)理存在的問題及對策[J].廣州化工，2016，（09）：147-148+198.冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，1994.

[2] 朱利凱.天然氣處理與加工[M].北京：石油工業(yè)出版社，1997.

[1] 《油田油氣集輸設(shè)計技術(shù)手冊》編寫組.油田油氣集輸設(shè)計技術(shù)手

Study on Treatment of Off-odor of Tail Gas in Dewatering

Li Wen-chao

There are nine glycol dehydration stations in the West Sichuan Gas Field.Since the operation of the dewatering equipment in 2015，the exhaust gas with odor is often discharged，which has seriously affected the normal production and living of the workers and the surrounding residents.Analyzes the source of odor，and introduces several practical odor treatment process，to explore its adaptability and advantages and disadvantages.

dehydration pry；tail gas；odor；treatment

X784

A

1003–6490（2016）10–0113–02

2016–10–06

李文超（1991—），男，四川成都人，工程師，主要從事油氣儲運工程設(shè)計工作。