撬裝脫水裝置退液流程優化

陳小飛 ，華忠志 ，張 歧 ，王 輝

（1.西安石油大學石油工程學院，陜西西安 710065;2.中國石油長慶油田公司第一采氣廠，寧夏銀川 750006;3.中國石油長慶油田公司第四采油廠，寧夏銀川 750006）

為了減輕濕天然氣在集輸過程中對集輸管線產生的腐蝕及對管線輸送效率的影響，同時保證后續凈化廠裝置的平穩運行，一般會在集氣站增設脫水裝置，使其成為干氣再去凈化廠作進一步處理。長慶靖邊氣田采用在集氣站安裝小型撬裝三甘醇脫水裝置（簡稱脫水撬）脫水。脫水撬在正常運行、年度檢維修及日常改造過程中必然會消耗一定量的三甘醇[1]。實踐發現，脫水撬在正常運行時消耗的三甘醇量符合石油行業標準要求[2]，而在檢維修和改造前的停產退液時消耗的三甘醇量較大，這不但增加了企業生產成本，還增加了甘醇拉運過程中的交通風險。

1 脫水撬三甘醇流程簡介

在脫水撬各路子工藝流程中，與三甘醇有關的一般有三路，分別是脫水流程、再生流程和啟動旁通流程示意圖（見圖1）[3]。

再生流程：吸收了天然氣中水分的三甘醇富液從吸收塔底部積液箱流出，經三甘醇泵打出、過精餾柱初次換熱后進入閃蒸系統閃蒸出烴類氣體，在緩沖系統中二次換熱后進入過濾系統過濾掉機雜和油份，然后進入再生系統，其中水汽從精餾柱排出，再生后的三甘醇貧液流入緩沖系統后再次通過三甘醇泵打入吸收塔頂部[4]。

啟動旁通流程：三甘醇貧液出泵后不進吸收塔，直接到達過濾系統。該流程的主要作用是：（1）脫水撬投運時，三甘醇先走該流程，待脫水撬溫度、液位等相關參數運行正常后，再進吸收塔走正常脫水流程；（2）脫水撬吸收塔出現故障時，三甘醇走該流程，確保脫水撬其余各系統（尤其是冬季）運行正常。

2 三甘醇消耗原因分析

為了了解脫水撬的三甘醇消耗情況，對9座在用脫水撬近三年的三甘醇消耗情況作了統計，具體情況（見表1）。

從表1可以看出：（1）9座在用脫水撬全年三甘醇消耗主要來自日常運行時的消耗和停產時的損耗，其所占年度消耗總量的比例分別為49.8%和50.2%；（2）脫水撬停產時的三甘醇損耗量占到9座脫水撬總容積（19.34 m3）的54.5%，即脫水撬每停產一次，其內三甘醇就會損耗一半。通過對脫水撬自身工藝流程、內部結構及現場人員的操作方法、技能水平等方面進行詳細調研和分析，找到了導致脫水撬停產過程中三甘醇損耗量大的原因。

表1 9座在用脫水撬近三年三甘醇消耗情況 單位：m3

2.1 吸收塔塔盤上淚孔作用不明顯

由于工藝要求，脫水撬每層塔盤上均設有溢流堰板和淚孔[5]。正常運行時，塔盤上三甘醇超過溢流堰板時會通過降液管流入下層塔盤；停產檢修時，可利用淚孔將留存在塔盤上積液排空。由于9座在用脫水撬的服役運行時間均超過10年且從未人為解剖過內部結構，加之撬裝脫水裝置均體積較小外觀緊湊，很少設有檢修其內部結構用人孔，因此塔盤上溢流堰板及淚孔的位置、大小只停留在原始圖紙上，其運行情況均無法觀察和檢測，只能通過整個脫水撬整體運行情況進行判斷。脫水撬外輸露點合格說明溢流堰板設計及運行正常；在停產退液過程中，脫水撬吸收塔塔底的積液箱里僅可收集到塔盤上的少部分三甘醇，而在沖洗塔盤時有大量三甘醇隨沖洗檢修水排出流入污水系統，這說明吸收塔塔盤上淚孔的退液作用不明顯。

2.2 個別橇的部分容器無退醇流程

加拿大馬龍尼公司生產的脫水撬（簡稱馬龍尼脫水撬）的再生系統和緩沖系統未設置退醇流程，其排污管線與脫水撬排污總管直接相連，導致該脫水撬再生系統和緩沖系統內的三甘醇在停產時無法進行回收，只能排入下游的污水罐中。

2.3 退醇方法不合理

常規的脫水撬停產退醇方法是：先將脫水撬上所有系統的壓力泄至零，然后通過再生系統和緩沖系統單獨的排污流程回收其內三甘醇，最后將其余系統內的三甘醇通過系統排污流程排至污水罐中。這種方法只能回收脫水撬再生系統和緩沖系統內的三甘醇，卻無法回收閃蒸系統、過濾系統及循環管路內三甘醇，而且還會使吸收塔內部分流動的三甘醇被泄壓氣流帶走。

上述三個原因中，吸收塔塔盤上淚孔作用不明顯是一個反推結論，而且在實際生產中具有不可改進特性。因此，導致脫水撬停產退醇時三甘醇損耗量較大且現場可改進的原因只有2個，即個別橇的部分容器無退醇流程和常規的退醇方法不合理。

3 制定措施

3.1 改造馬龍尼脫水撬排污流程

針對馬龍尼脫水撬再生系統與緩沖系統內三甘醇無法回收的現狀，通過可行性論證并結合現場工藝流程，在不影響脫水撬其他系統正常運行情況下對其排污流程進行簡單改造：將再生系統與緩沖系統排污閥門下游至脫水撬排污總管之間管段拆除，并將其與脫水撬排污總管連接處三通改成直管段[6]（見圖2）。

3.2 改進停產退醇方法

3.2.1 利用啟動旁通流程回收吸收塔內部分三甘醇首先只將再生系統和緩沖系統泄壓至零并進行三甘醇回收，然后在確保三甘醇泵能正常運行基礎上，導通啟動旁通流程并利用脫水撬下游壓力給吸收塔內反補壓力，使管路進塔的三甘醇貧液越過吸收塔直接到達過濾系統，同時也使吸收塔內部分三甘醇富液在塔壓下流出并通過泵打入閃蒸系統，當甘醇泵出現干打時停泵，表明吸收塔內可回收三甘醇已全部進入后續系統。

3.2.2 通過提高閃蒸壓力回收閃蒸、過濾系統內三甘醇 利用閃蒸系統出口管線上的調節閥提高其上游壓力即閃蒸壓力，然后打開調節閥的旁通流程，使閃蒸系統及過濾系統內的全部三甘醇在較高壓力下快速流入下游的容積較大且易于回收的再生系統和緩沖系統。

3.2.3 再生系統和緩沖系統二次退醇 再次打開再生系統和緩沖系統的排污流程，對流入其內的三甘醇進行回收二次回收。

4 應用效果

2011年，對1座馬龍尼脫水撬排污流程進行了改造，并在9座脫水撬的停產退醇時應用了改進后的退醇方法。現場數據顯示，2011年9座在用脫水撬停產時退出的三甘醇量比前三年平均值增加了2.4 m3，其損耗率也從55%降至42%。這不但減少了集氣站三甘醇消耗量及其在拉運過程中的交通風險，還減少了污水產出量及其后期處理工序，經濟、安全效益明顯。

表2 2011年脫水撬停產時三甘醇退出量

5 結論

（1）優化后的脫水撬停產退醇流程不但有效降低了三甘醇損耗量，節約了企業生產成本，減少了物料拉運中的交通風險，經濟安全效益明顯，而且賦予了脫水撬啟動旁通流程和閃蒸系統排污流程新功能。

（2）在脫水撬停產退醇流程優化過程中，現場所采取的2項措施不但沒有影響脫水撬正常運行，而且簡單易行、效果明顯，值得推廣應用。

［1］文紹牧，沈萍.天東9井引進天然氣撬裝脫水裝置分析［J］.天然氣工業，2000，20（4）:91-94.

［2］國家發展和改革委員會.SY/T 0602-2005甘醇型天然氣脫水裝置規范［S］.北京:石油工業出版社，2005.

［3］胡興民.脫水撬火管腐蝕穿孔原因分析及預防 ［J］.天然氣工業，2002，22（6）:115-116.

［4］蔣洪，楊昌平，吳敏，等.天然氣三甘醇脫水裝置節能分析［J］.石油與天然氣化工，2010，39（2）:122-127.

［5］中國石油化工總公司.SH3088-1998石油化工塔盤設計規范［S］.北京:中國石化出版社，1998.

［6］李明國，徐立，張艷玲，等.天然氣脫水生產中的三甘醇使用情況［J］.鉆采工藝，2005，28（3）:107-108.