在天然氣凈化過程中,外來污染物及脫硫溶液自身降解是天然氣凈化裝置運行不平穩(wěn)的主要誘因之一。而其中因外來污染物污染所導致的裝置運行故障則更為普遍,常常引起凈化裝置嚴重攔液發(fā)泡,給裝置長周期穩(wěn)定運行帶來了極大的挑戰(zhàn)。
中國石油西南油氣田公司天然氣研究院曾經研發(fā)了一套胺液深度復活技術,在國內首次成功解決了胺液受污染引起發(fā)泡的問題。該技術能有效脫除腐蝕性雜質、熱穩(wěn)定鹽且效果達到了當時進口技術的水平。同時借助于該技術對進口技術進行優(yōu)化,解決了進口技術脫除無機熱穩(wěn)定鹽后胺液對H2S選擇性吸附能力變差的問題,使受嚴重污染胺液的脫硫脫碳性能恢復至新鮮胺液的水平。但上述離線胺液復活技術的及時性和全面性卻仍然不能滿足現(xiàn)場生產的需求,并且該技術要進行工業(yè)化推廣應用還有一系列問題尚待解決,需要進行技術全面優(yōu)化升級,以滿足胺液深度復活技術在保證雜質脫除深度、恢復胺液性能的基礎上,又具有及時性、個性化及可操作性的要求。
基于上述離線胺液深度復活技術,中國石油西南油氣田公司天然氣研究院與中國石油西南油氣田公司川西北氣礦開展了多年的聯(lián)合攻關,對整體流程進行了優(yōu)化簡化以降低裝置成本,并采用順序控制法,梳理并編制邏輯實現(xiàn)了該技術的自動化。通過實驗考察了脫除劑的耐溫、耐壓能力,并結合胺液復活技術的特性,進而明確了界面交接條件,優(yōu)選出了在線復活的界面交接位置。通過現(xiàn)場實驗及ANSYS、FLUENT計算模擬仿真,明確了單元材質、工藝、性能需求等多項專利指標要求,通過胺液在線深度復活裝置設計與建設的標準化,形成了包含熱穩(wěn)定鹽脫除、致泡性變質產物脫除及轉化3項功能模塊的特色工藝包。
目前聯(lián)合攻關項目組已形成了自動化、模塊化、系列化的胺液在線深度復活技術,可以根據(jù)胺液受污染情況自行選擇運行模式,在線自動化運行,胺液中雜質一次性脫除率超過90%。該項技術具有廣闊的應用前景,可以根據(jù)需求選擇功能模塊并及時響應、全流程保障,在線實時保持胺液性能,降低生產運行風險,保障天然氣凈化裝置的高效、平穩(wěn)運行。同時,在綠色持續(xù)發(fā)展上,胺液的深度復活也極大地降低了大量溶液報廢更換的安全及經濟風險,以及報廢溶液處置所帶來的環(huán)保風險,因而提質增效效果顯著,預計每年可以節(jié)約受污染溶液的更換和處置費用4 700余萬元。目前已在中國石油西南油氣田公司川西北氣礦落地了首套胺液深度在線復活橇(圖1)。由此表明,中國石油西南油氣田公司在脫硫溶液復活技術方面已經達到了國際先進水平,同時也為破解脫硫溶液受污染發(fā)泡這一行業(yè)難題提供了有效的技術解決方案。
圖1 胺液深度在線復活橇實物照片