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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(xué)劑及其他雜質(zhì)。隨后，富三甘醇溶液經(jīng)貧／富三甘醇換熱器(熱)預(yù)熱，進(jìn)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(jìn)行傳熱與傳質(zhì)；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(jìn)一步冷卻，最后進(jìn)入吸收塔頂部循環(huán)使用，完成整個(gè)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(guān)鍵設(shè)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(shí)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(dá)到提純?nèi)蚀?，重?fù)利用的效果。

三、故障描述

某氣田三甘醇脫水裝置在使用一段時(shí)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(rèn)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(jìn)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(zhì)在三甘醇溶液中的溶解度下降。當(dāng)甘醇中鹽堿物質(zhì)含量達(dá)到200～300 mg/L時(shí)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(dǎo)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(shè)備，當(dāng)氣田攜液量達(dá)到一定數(shù)量后，分離設(shè)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(shí)間短，導(dǎo)致液體處理量減小，從而增加了脫水撬前端分離設(shè)備脫水負(fù)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(dǎo)致三甘醇被鹽堿物質(zhì)污染變質(zhì)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(jié)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(jié)焦物被焚燒后留下的鹽堿結(jié)晶塊

圖二 重沸器內(nèi)火筒被層層鹽堿結(jié)晶附著

圖三 火筒壁周圍鹽堿結(jié)晶附著嚴(yán)重

圖四 重沸器中的鹽堿結(jié)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(jìn)行入庫質(zhì)量檢測及在使用前的過濾，造成溶液本身已是質(zhì)量不過關(guān)造成高溫結(jié)焦，二是溶液中所含雜質(zhì)結(jié)焦，直接造成火筒受熱不均，腐蝕加劇，甘醇損失嚴(yán)重；

圖一 含雜質(zhì)三甘醇

圖二 結(jié)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(dāng)啟動壓力小于4.5M Pa時(shí)，受外輸壓力波動等影響，造成三甘醇能量泵運(yùn)行不穩(wěn)定，泵循環(huán)速度不穩(wěn)，導(dǎo)致富液罐局部受熱不均，富液加熱時(shí)間過久造成部分三甘醇變質(zhì)降解，結(jié)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(shè)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(shí)要緩慢操作，升降壓速度不能過快；其次過氣量應(yīng)控制在吸收塔設(shè)計(jì)處理范圍內(nèi)，避免裝置超負(fù)荷運(yùn)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(jìn)出塔流速不穩(wěn)，也導(dǎo)致天然氣攜帶甘醇較多，間接增大脫水負(fù)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(yīng)低于1%,富甘醇中的水含量一般不超過5%～6%,水含量超標(biāo)則需要調(diào)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(yīng)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(yīng)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(zhì)的量達(dá)到400～500 mg/L,就應(yīng)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(rèn)為無腐蝕發(fā)生,如果達(dá)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(yīng)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(jié)垢及火焰燃燒情況。

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

4.定期對前段分離器進(jìn)行分離效果評價(jià)，確保進(jìn)塔氣質(zhì)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(qiáng)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(yùn),造成部分碳粒破碎一定程度影響過濾效果或細(xì)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(zhì)影響脫水效果。

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