黃雪鋒　劉文?！∮嘧谪敗±?靜　李 濤　陶兆勇　周斯雅

中國石油西南油氣田公司川中油氣礦

我國首套凈化廠污水處理蒸發(fā)結晶裝置析鹽試運行

黃雪鋒劉文祝余宗財李 靜李 濤陶兆勇周斯雅

中國石油西南油氣田公司川中油氣礦

黃雪鋒等.我國首套凈化廠污水處理蒸發(fā)結晶裝置析鹽試運行.天然氣工業(yè)，2016,36(3):93-98.

四川盆地中部磨溪區(qū)塊下寒武統(tǒng)龍王廟組氣藏天然氣凈化廠年處理能力達100×108m3，為了實現(xiàn)污水零排放，該廠引進了具備污水回收率高、工藝流程簡單、運行連續(xù)化、自動化程度高等優(yōu)點的多效真空蒸發(fā)結晶裝置，其設計處理鹽水能力為300 m3/d，年生產(chǎn)時間為8 000 h。為了確保裝置一次性順利投產(chǎn)，根據(jù)該蒸發(fā)結晶裝置工藝流程的特點，制訂了快捷、經(jīng)濟的析鹽試運行方案，開展了熱態(tài)投料聯(lián)動帶負荷析鹽試運行。結果表明：①各效蒸發(fā)室料液的溫度、蒸發(fā)室的壓力是裝置平穩(wěn)運行的關鍵參數(shù)，需結合主蒸汽閥門開度、水環(huán)真空泵抽真空度及不凝氣閥門開度來進行綜合調試；②各效蒸發(fā)室液位必須控制在45%以上，以防止料液循環(huán)泵被燒壞；③采取根據(jù)排鹽與否調整料液取樣時機、根據(jù)取樣結果調整取樣頻次的辦法，可防止排鹽不及時引起的料液循環(huán)泵過載，以及停止排鹽不及時引起的排鹽系統(tǒng)空載現(xiàn)象；④試運行初期以Ⅰ效加熱室蒸汽進出口溫差判定蒸汽流量大小更為準確，提出的現(xiàn)場操作注意事項可規(guī)避Ⅱ效蒸發(fā)室壓力過載及料液循環(huán)管被抽空的風險。結論認為：該裝置試運行獲得成功，實現(xiàn)了快捷、經(jīng)濟析鹽，僅10 h便成功實現(xiàn)析鹽、排鹽，耗鹽量由23 t縮減為10 t。

四川盆地 早寒武世 龍王廟組氣藏 蒸發(fā)結晶 試運行 調試 工藝參數(shù) 取樣 析鹽 污水零排放

位于四川盆地中部的磨溪區(qū)塊下寒武統(tǒng)龍王廟組氣藏，天然氣探明儲量為4 403×108m3，是我國迄今發(fā)現(xiàn)單體規(guī)模最大的海相整裝含硫氣藏[1]。根據(jù)該氣藏整體開發(fā)部署安排，中國石油西南油氣田公司于2015年10月全面建成龍王廟組氣藏天然氣凈化廠，年處理能力達100×108m3。為實現(xiàn)污水零排放，該廠引入多效真空蒸發(fā)結晶裝置，其設計處理鹽水能力為300 m3/d，年生產(chǎn)時間為8 000 h。該技術具備污水回收率高、工藝流程簡單、運行連續(xù)化、自動化程度高等優(yōu)點[2-7]，并在制鹽[8]、煤層氣產(chǎn)出水脫鹽[9]、廢水處理（制藥工程[10]、油田含油污水[11]、鉀鹽工業(yè)[12]、煤化工[13-15]）、海水淡化[16]等領域獲得應用，但其在我國天然氣凈化廠污水處理領域的應用尚屬首例。因龍王廟組氣藏天然氣凈化廠無污水外排管線，故多效真空蒸發(fā)結晶裝置高效、平穩(wěn)、安全運行關乎全廠正常生產(chǎn)。為確保裝置一次性順利投產(chǎn)，需要熟悉裝置操作流程，充分了解裝置熱態(tài)運行性能，掌握工藝參數(shù)切實可行的運行范圍。鑒于此，根據(jù)該天然氣凈化廠蒸發(fā)結晶裝置工藝流程特點，制訂了快捷、經(jīng)濟的析鹽試運方案，開展了熱態(tài)投料聯(lián)動帶負荷試運。

1　工藝原理及流程

1.1工藝原理

該多效真空蒸發(fā)結晶裝置采用外加熱式強制循環(huán)四效蒸發(fā)結晶技術，4個蒸發(fā)室串聯(lián)運行，第一個蒸發(fā)室(簡稱為Ⅰ效)以主蒸汽作為加熱蒸汽，其余3個(分別簡稱為Ⅱ效、Ⅲ效、Ⅳ效)均以其前一效的二次蒸汽作為加熱蒸汽。Ⅳ效蒸發(fā)室同表面冷凝器、水環(huán)真空泵串聯(lián)，從而保證Ⅰ至Ⅳ效蒸發(fā)室壓力分別在正壓、微正壓、微負壓、負壓范圍內。各效蒸發(fā)室料液在其加熱室殼程內蒸汽的加熱下不斷蒸發(fā)濃縮，使鹽水中具有結晶性能的溶質達到過飽和狀態(tài)，形成許多微小的晶核，晶核不斷長大，最終形成晶體析出[16]。

1.2工藝流程

圖1為該蒸發(fā)結晶裝置的工藝流程圖。如圖1所示，鹽水經(jīng)板式預熱器同冷凝水換熱，升溫后平流進入各效蒸發(fā)室。主蒸汽進入Ⅰ效加熱室殼程，使得循環(huán)加熱管內的鹽水不斷升溫，產(chǎn)生二次蒸汽，二次蒸汽由Ⅰ效蒸發(fā)室頂部出口進入Ⅱ效加熱室殼程，

Ⅱ效、Ⅲ效、Ⅳ效工藝流程以此類推，最終Ⅳ效蒸發(fā)室頂部出口排出的二次蒸汽進入表面冷凝器殼程，進而得到冷凝水。Ⅰ效加熱室殼程蒸汽冷凝后下排至Ⅰ效平衡桶，平衡桶產(chǎn)生的蒸汽進入主蒸汽管線，平衡桶內冷凝水依次進入Ⅰ效一次閃發(fā)桶和二次閃發(fā)桶，再返回鍋爐單元回用。Ⅰ效一次閃發(fā)桶閃發(fā)所得蒸汽進入Ⅱ效加熱室，二次閃發(fā)桶閃發(fā)所得蒸汽進入Ⅲ效加熱室。Ⅱ效加熱室殼程蒸汽冷凝后下排至Ⅱ效平衡桶，平衡桶產(chǎn)生的蒸汽引入Ⅱ效加熱室殼程回用，Ⅲ效、Ⅳ效加熱室殼程蒸汽

圖1　多效真空蒸發(fā)結晶裝置工藝流程圖

工藝路線以此類推。Ⅱ效平衡桶內冷凝水依次排入Ⅲ效平衡桶、Ⅳ效平衡桶，再經(jīng)板式預熱器進入混合冷凝水桶。當料液固液比達到轉鹽要求時，開啟排鹽閥轉鹽，鹽漿轉流方式按Ⅰ效、Ⅱ效、Ⅲ效、Ⅳ效依次順轉。當Ⅳ效料液的固液比達到轉鹽要求時，啟動鹽漿泵將鹽漿泵入鹽漿增稠器，增稠后的鹽漿進入推料離心機脫水，脫水后的濕鹽裝袋外運。增稠器所排清液和離心機所排離心母液返回Ⅳ效料液循環(huán)管。

2　析鹽試運方案的確定

2.1各效蒸發(fā)室進料方案

按1.2節(jié)所述平流進料方式開展試運存在如下缺點：①蒸發(fā)結晶裝置進料為電滲析單元產(chǎn)生的低濃度含鹽水，故從該裝置開車到結晶析鹽耗時長（大于24 h），直接導致試運成本增加，而且凈化裝置生產(chǎn)污水日益增多，需要蒸發(fā)結晶裝置正式投運；②若往上述進料鹽水中添加鹽分至飽和態(tài)，以求縮短裝置結晶時長，則由于鹽水池鹽水體積大，且不可直接外排，配置飽和含鹽水將導致耗鹽量大（至少需50 t鹽）；③若4個蒸發(fā)室進料均為預配制的高濃度鹽水，以料液固液比為15%時，裝置開始排鹽操作進行計算，則耗鹽量至少為23 t。

針對上述問題，特制訂進料方案為：①Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效蒸發(fā)室進料為電滲析單元產(chǎn)生的鹽水，Ⅳ效進料為預配制高濃度鹽水，經(jīng)計算，需投入10 t鹽；②Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效蒸發(fā)室采取平流進料方式，Ⅳ效蒸發(fā)室通過離心母液泵進料，離心母液桶盛裝預配制高濃度鹽水；③離心母液桶入口位置離地高度約為2.5 m，導致人工配置鹽水操作不便，故額外配備水桶（約1 m3）專供配制鹽水，再利用潛水泵將鹽水泵入離心母液桶；④潛水泵勿靠近水桶底部，防止水桶中不溶性鹽顆粒被泵入離心母液桶，進而堵塞離心母液泵入口管線。

2.2各效蒸發(fā)室液位控制方案

為保證試運調試期間有充足的操作反應時間，各效蒸發(fā)室初始液位控制為80%。裝置運行平穩(wěn)時，各效平衡桶、一次閃發(fā)桶、二次閃發(fā)桶的液位控制在50%±5%處運行；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效蒸發(fā)室液位控制在50%±5%，補液方式為持續(xù)補液；Ⅳ效蒸發(fā)室液位控制在50%～80%，補液方式為間歇補液，即當液位處于下限值50%時才補液。

3　試運分析

3.1試運調試流程

試運調試的目標為“首效蒸汽壓強穩(wěn)定，末效真空度穩(wěn)定，液面穩(wěn)定，罐內固液比穩(wěn)定，轉排鹽暢通”。調試過程中現(xiàn)場人員和中控人員互相配合，適時調試裝置工藝參數(shù)，確保裝置平穩(wěn)運行。

按2.1節(jié)所述進料方案，各效蒸發(fā)室首次進料完成后，啟動各效蒸發(fā)室的料液循環(huán)泵，并開啟主蒸汽閥門，往Ⅰ效加熱室通入主蒸汽。主蒸汽閥門開度按10%、20%、35%、45%逐漸增大，開度變化速度根據(jù)各效平衡桶液位上升速度靈活調整，以保證操作人員操作時間充足為宜。調試過程中避免工藝參數(shù)波動幅度較大。

當Ⅰ效蒸發(fā)室溫度升至100 ℃、Ⅱ效蒸發(fā)室溫度升至80～90 ℃時，關閉各效蒸發(fā)室頂部放空閥，開啟水環(huán)真空泵。待各效蒸發(fā)室溫升明顯，Ⅲ效、Ⅳ效蒸發(fā)室真空度建立完成之后，密切監(jiān)控各效蒸發(fā)室的液位及壓力、各效蒸發(fā)室的料液及蒸發(fā)室二次蒸汽溫度、各效平衡桶液位等工藝參數(shù)。各效蒸發(fā)室液位過低時應及時補水，防止因液位過低而導致料液循環(huán)泵電流過大；各效蒸發(fā)室壓力通過水環(huán)真空泵及二次蒸汽管線上的排空閥門進行調節(jié)，防止出現(xiàn)容器壓力過載；當各效蒸發(fā)室二次蒸汽同相應各效蒸發(fā)室料液溫度相近時，即表明各效蒸發(fā)室開始產(chǎn)生蒸汽，此時應關注各效平衡桶液位，液位超過55%時應及時排液。待上述工藝參數(shù)穩(wěn)定后，即表明調試完成，裝置進入平穩(wěn)運行狀態(tài)。

3.2主要工藝參數(shù)分析

3.2.1蒸發(fā)室料液溫度

圖2　各效蒸發(fā)室料液溫度隨運行時間的變化曲線圖

圖2為各效蒸發(fā)室料液溫度隨運行時間的變化曲線。從圖2可以看出，13：00之前為試運初始階段，隨著主蒸汽的持續(xù)加熱，各效二次蒸汽量依次增多，使得各效蒸發(fā)室的料液溫度依次逐漸升高。13：00之后，隨著各效蒸發(fā)室壓力調試完成并趨于穩(wěn)定后，各效蒸發(fā)室的料液溫度逐漸保持在各自可控的溫度范圍內，裝置逐漸進入平穩(wěn)運行狀態(tài)。

3.2.2蒸發(fā)室壓力

圖3為各效蒸發(fā)室壓力隨運行時間的變化曲線。從圖3可以看出，11：00—13：00，壓力變化較為明顯，這是因為，此階段各效蒸發(fā)室料液溫度處于陸續(xù)升溫狀態(tài)，各效蒸發(fā)室建壓尚未完成，調試、操作較為頻繁；13：00以后，隨著各效蒸發(fā)室壓力調試完成，各效蒸發(fā)室料液溫度趨于穩(wěn)定，末效真空度穩(wěn)定，裝置逐漸進入平穩(wěn)運行狀態(tài)。

圖3　各效蒸發(fā)室壓力隨運行時間的變化曲線圖

3.2.3蒸發(fā)室液位

圖4為各效蒸發(fā)室液位隨運行時間的變化曲線。從圖4可以看出，13：00之前，各效液位變化速度差異大，這是因為，該階段各效蒸發(fā)室的料液被加熱的時長不同，溫升幅度差異大，加之各效蒸發(fā)室壓力各異，引起各效蒸發(fā)室的料液蒸發(fā)速率差異較大。13：00—21：00，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效蒸發(fā)室液位變化趨勢一致，且各自液位波幅小于5%，這是因為，此三效蒸發(fā)室液位均為DCS系統(tǒng)自動控制持續(xù)補液。Ⅳ效蒸發(fā)室液位波幅達10%，較前三效蒸發(fā)室液位波動更明顯，這是因為Ⅳ效蒸發(fā)室為間歇補液。21：00之后，Ⅲ、Ⅳ效液位存在大幅波動，這是因為，經(jīng)10 h運行，裝置開始第一次排鹽、補液操作，引起各效蒸發(fā)室液位波動，上述操作完成后各效蒸發(fā)室液位逐漸趨于穩(wěn)定。

圖4　各效蒸發(fā)室液位隨運行時間的變化曲線圖

3.2.4各效平衡桶及Ⅰ效閃發(fā)桶液位

圖5為各效平衡桶、Ⅰ效閃發(fā)桶液位隨運行時間的變化曲線。從圖5可以看出，22：00之前，各桶液位波動劇烈，這是因為各桶處于工藝流程靠后位置，受各效蒸發(fā)室壓力、液位、料液溫度等多因素綜合影響，故同蒸發(fā)室各類參數(shù)變化速度相比，各桶液位變化較為遲滯。故在22：00之后，當各效蒸發(fā)室料液溫度、蒸發(fā)室壓力及液位充分穩(wěn)定后，各桶液位才趨于穩(wěn)定。

圖5　各效平衡桶、Ⅰ效閃發(fā)桶液位隨運行時間的變化曲線圖

綜上所述，結合圖2～5各工藝參數(shù)變化趨勢的數(shù)據(jù)，得到裝置平穩(wěn)運行時，蒸發(fā)結晶裝置各主要工藝參數(shù)切實可行的操作范圍（表1）。

表1　主要工藝參數(shù)操作范圍表

3.3取樣及排鹽

裝置進入平穩(wěn)運行狀態(tài)后，取樣時機為Ⅳ效蒸發(fā)室液位處于65%±5%時。當固液比達到1%后，規(guī)定取樣頻次為10 min/次，且在Ⅳ效蒸發(fā)室補液完成后補充取樣1次。排鹽期間，規(guī)定取樣時機為Ⅳ效蒸發(fā)室補液完成時，若取樣顯示固液比小于1%，則停止排鹽操作。如此可防止排鹽不及時引起的料液循環(huán)泵過載，以及停止排鹽不及時引起的排鹽系統(tǒng)空載現(xiàn)象。

為保證取樣結果的準確性，取樣之前打開沖洗水，將取樣管道沉積的鹽分沖洗干凈，待排盡管道積水后再開始量筒取樣（量筒量程為100 mL），取樣完成后將量筒靜置30 s，即可讀取料液固液比示數(shù)（圖6）。

圖6　量筒取樣示意圖

當料液的固液比大于10%時即可開始排鹽操作，排鹽前檢查、確定Ⅳ效蒸發(fā)室后續(xù)排鹽系統(tǒng)工藝閥門開關狀態(tài)后，再開啟排料閥，啟動鹽漿泵和推料離心機。排鹽期間密切監(jiān)控Ⅳ效蒸發(fā)室液位，液位降至下限時應及時補液，防止料液循環(huán)泵電機燒毀。

3.4存在問題及解決辦法

試運初期，Ⅰ效蒸汽流量是以Ⅰ效蒸發(fā)室壓力作為計量參數(shù)，無法準確判定蒸汽流量大小是否合適。在此期間應以Ⅰ效加熱室蒸汽進出口溫差作為Ⅰ效蒸汽流量計量參數(shù)，當溫差為2.5 ℃時，判定蒸汽流量為正常值。

料液循環(huán)泵入口側循環(huán)管上無液位計，因檢修而啟動與其相連的事故泵排液時，應密切關注該側循環(huán)管上的壓力表，防止循環(huán)管被抽空。

Ⅱ效蒸發(fā)室承壓下限為－50 kPa，而正常運行時Ⅱ效蒸發(fā)室壓力為－30 kPa左右，故開停車及正常運行期間，須嚴控Ⅱ效蒸發(fā)室壓力波動，防止出現(xiàn)容器壓力過載。

4　結論

1）采?、?、Ⅱ、Ⅲ效蒸發(fā)室進料為電滲析單元產(chǎn)生的鹽水，Ⅳ效進料為預配制高濃度鹽水的方法展開試運，僅運行10 h即成功析鹽、排鹽，耗鹽量由23 t縮減為10 t，實現(xiàn)快捷、經(jīng)濟析鹽試運。

2）試運期間需重點關注并適時調試各效蒸發(fā)室液位及壓力、各效蒸發(fā)室料液及二次蒸汽溫度、各效平衡桶的液位、閃發(fā)桶液位等工藝參數(shù)。并歸納出裝置平穩(wěn)運行時上述各工藝參數(shù)切實可行的操作范圍；

3）采取根據(jù)裝置排鹽與否規(guī)定取樣時機，根據(jù)取樣結果調整取樣頻次的辦法，利于裝置安全運行。提出了排鹽操作的規(guī)范做法；

4）分析了試運初期Ⅰ效蒸汽流量大小判定辦法和關于壓力容器保護的注意事項等現(xiàn)場操作問題，并提出應對措施。

[1]馬新華. 創(chuàng)新驅動助推磨溪區(qū)塊龍王廟組大型含硫氣藏高效開發(fā)[J]. 天然氣工業(yè), 2016, 36(2): 1-8. Ma Xinhua. Innovation-driven efficient development of the Longwangmiao Fm large-scale sulfur gas reservoir in Moxi block, Sichuan Basin[J]. Natural Gas Industry, 2016, 36(2): 1-8.

[2]Druetta P, Aguirre P, Mussati S. Minimizing the total cost of multi effect evaporation systems for seawater desalination[J]. Desalination, 2014, 344: 431-445.

[3]Piacentino A, Cardona F. Advanced energetics of a Multiple Effects Evaporation (MEE) desalination plant[J]. Desalination, 2010, 259(1/3): 44-52.

[4]李玲, 阮奇. 平流多效蒸發(fā)系統(tǒng)的數(shù)學模型與求解[J]. 化工學報, 2009, 60(1): 104-111. Li Ling, Ruan Qi. Mathmatical model and process simulation of parallel-feed multi-effect evaporation system[J]. CIESC Journal, 2009, 60(1): 104-111.

[5]沈勝強, 張全, 劉曉華. 低溫多效蒸發(fā)海水淡化裝置的計算分析[J]. 節(jié)能, 2005(6): 10-13. Shen Shengqiang, Zhang Quan, Liu Xiaohua. Calculation and analysis of low-temperature multi-effect evaporation for seawater desalination[J]. Energy Conservation, 2005(6): 10-13.

[6]El-Dessouky HT, Ettouney HM, Mandani F. Performance of parallel feed multiple effect evaporation system for seawater desalination[J]. Applied Thermal Engineering, 2000, 20(17): 1679-1706.

[7]劉天柱, 趙東風, 薛建良, 李石, 劉偉, 張華. 低溫多效蒸發(fā)系統(tǒng)進料方式的研究進展[J]. 化學與生物工程, 2014, 31(7): 5-8. Liu Tianzhu, Zhao Dongfeng, Xue Jianliang, Li Shi, Liu Wei, Zhang Hua. Study on feed arrangement of low temperature multiple effect distillation[J]. Chemistry & Bioengineering, 2014, 31(7): 5-8.

[8]米云龍, 蔣道利. 制鹽蒸發(fā)結晶技術簡述[J]. 中國井礦鹽, 2013, 44(4): 4-7. Mi Yunlong, Jiang Daoli. Brief introduction of the evaporation crystallization technology of salt making[J]. China Well and Rock Salt, 2013, 44(4): 4-7.

[9]任曉晶. 澳大利亞煤層氣產(chǎn)出水脫鹽處理方法[J]. 天然氣工業(yè), 2012, 32(6): 78-81. Ren Xiaojing. Desalination options for coalbed methane produced water in Australia[J]. Natural Gas Industry, 2012, 32(6): 78-81.

[10]陳志強, 呂炳南, 孫哲, 榮宏偉. 低壓蒸餾法處理高濃度中藥廢水的研究[J]. 哈爾濱建筑大學學報, 1999, 32(6): 16-18. Chen Zhiqiang, Lü Bingnan, Sun Zhe, Rong Hongwei. Treatment of high concentration Chinese herbal medicine wastewater by low pressure distillation process[J]. Journal of Harbin University of Civil Engineering & Architecture, 1999, 32(6): 16-18.

[11]蔡釗榮. 含油污水處理及回用技術[D]. 青島:中國海洋大學, 2006. Cai Zhaorong. Technologies of the treatment and reusing of oilfi eld wastewater[D]. Qingdao: Ocean University of China, 2006.

[12]趙斌, 張少峰, 李金紅, 趙景利. 三效錯流降膜真空蒸發(fā)低濃度氯化銨廢水工藝[J]. 無機鹽工業(yè), 2006, 38(8): 35-37. Zhao Bin, Zhang Shaofeng, Li Jinhong, Zhao Jingli. The technology of waste water including low concentration ammonia chloride by three effect mixed-flow falling film vacuum evaporation[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2006, 38(8): 35-37.

[13]鐘雄, 湯清軍. 蒸發(fā)技術在煤化工濃鹽污水零排放中的應用[J].中國井礦鹽, 2013, 44(1): 3-6. Zhong Xiong, Tang Qingjun. The application of evaporation technology in the zero discharge of coal chemical concentrated salt sewage[J]. China Well and Rock Salt, 2013, 44(1): 3-6.

[14]杜獻亮. 煤化工行業(yè)高含鹽廢水處理及多效蒸發(fā)結晶技術的應用[J]. 煤炭與化工, 2014, 37(12): 129-131. Du Xianliang. Treatment of high salt wastewater in coal chemical industry and application of multi-effect evaporation crystallization technology[J]. Coal and Chemical Industry, 2014, 37(12): 129-131.

[15]蔣湘生. 蒸發(fā)結晶應用于APT生產(chǎn)廢水處理與回用[J]. 有色金屬加工, 2014, 43(2): 61-64. Jiang Xiangsheng. Application of evaporation crystallization in treatment and reuse of APT production wastewater[J]. Nonferrous Metals Processing, 2014, 43(2): 61-64.

[16]沈勝強, 周士鶴, 牟興森, 郭亞麗. 大型低溫多效蒸發(fā)海水淡化裝置傳熱過程熱力損失分析[J]. 化工學報, 2014, 65(9): 3366-3374. Shen Shengqiang, Zhou Shihe, Mou Xingsen, Guo Yali. Analysis of thermodynamic losses of heat transfer process in large-scale LTMED desalination plant[J]. CIESC Journal, 2014, 65(9): 3366-3374.

（修改回稿日期2016-01-10編 輯何明）

Commissioning of evaporation and crystallization device fi rstly applied to wastewater processing in a natural gas purifi cation plant in China

Huang Xuefeng, Liu Wenzhu, Yu Zongcai, Li Jing, Li Tao, Tao Zhaoyong, Zhou Siya
(Central Sichuan Division of PetroChina Southwest Oil & Gas Field Company, Suining, Sichuan 629000, China)
NATUR. GAS IND. VOLUME 36, ISSUE 3, pp.93-98, 3/25/2016. (ISSN 1000-0976; In Chinese)

The purification plant for the natural gas produced from Lower Cambrian Longwangmiao Fm gas reservoirs in the Sichuan Basin has a yearly processing capacity of 100×108m3. To achieve the zero discharge of wastewater, a multi-effect vacuum evaporation and crystallization device was introduced in this plant, with the designed saline processing capacity of 300 m3/d and yearly production time of 8 000 h. This device is characterized by high wastewater recovery, simple process, continuous operation and high automation. To ensure onepass commissioning of the multi-effect evaporation and crystallization device, a reasonable salt precipitation scheme was prepared by taking the characteristics of its technological process into account. Then, such commissioning was carried out under actual operating conditions. The results show that pressure and temperature of each evaporation chamber are key parameters for the smooth operation of the device, and a comprehensive debugging should be carried out according to the opening of the main steam valve, the vacuum degree of the water ring vacuum pump and the opening of the non-condensable gas valve. The liquid level of each evaporation chamber should be kept above 45% so as to prevent circulation pumps from breaking down. It is necessary to adjust sampling timing according to the occurrence of salt discharge and to confirm sampling frequency according to sampling results so as to avoid circulation pump overloading which is caused by untimely salt discharge and to prevent zero load of the salt discharge system which is resulted in when salt discharge is not stopped in time. At the initial stage of commissioning, steam flow rate can be judged more accurately based on the temperature difference between the steam inlet and outlet of Heating Chamber #I. Pressure overload will not occur at Evaporation Chamber #II and circulation pipes will not be evacuated if the operation is complied with the proposed field operation considerations. It is concluded that its commissioning is successful with fast and economical salt precipitation. Salt precipitation and discharge occur only after 10 hours of running of the device and salt consumption drops to 10 t from 23 t.

Sichuan Basin; Early Cambrian; Longwangmiao Formation gas reservoirs; Evaporation and crystallization; Commissioning; Debugging; Process parameters; Sampling; Salt precipitation; Zero discharge of wastewater

10.3787/j.issn.1000-0976.2016.03.013

黃雪鋒，1989年生，助理工程師，碩士；主要從事天然氣凈化工藝技術研究工作。地址：（629000）四川省遂寧市中國石油西南油氣田公司川中油氣礦磨溪天然氣凈化廠。電話:18782571501。ORCID:0000-0003-2236-8167。E-mail:hxf775612336@126.com