三甘醇脫水裝置工藝分析

摘 要：澀北氣田作為國內四大主力氣田之一，已成為西氣東輸的重要氣源地，現擁有三甘醇脫水裝置17座。三甘醇脫水裝置良好的脫水性能為氣田的生產提供了有力保障，成為氣田生產的核心設備。隨著氣田的進一步開發，部分脫水裝置出現了三甘醇損耗超標等問題，這些問題給氣田的生產帶來一定困難。通過對脫水裝置各單元運行參數以及脫水后水露點等進行現場測試，進一步摸索了脫水裝置的工作情況，并優化運行參數、完善工藝，確保脫水裝置平穩、經濟運行。

關鍵詞：三甘醇；裝置指標；天然氣；澀北氣田

澀北氣田在十幾年的生產運行中，三甘醇脫水裝置脫水深度基本能夠滿足生產要求，三甘醇損耗量、燃氣量損耗、裝置故障率低都在經濟運行范圍內。但由于地層水、整體運行壓力等原因，三甘醇脫水裝置出現脫水后天然氣露點不合格、重沸器火筒變形或者穿孔、換熱盤管腐蝕、三甘醇損耗率超標等現象，經過深入分析，對以上問題有一定的認識。

1 三甘醇再生流程

貧三甘醇經套管式氣液換熱器與出塔后的天然氣換熱，貧三甘醇由塔頂部進入吸收塔，由上而下與由下而上的濕天然氣充分接觸，吸收濕天然氣中的部分水分。吸收水分后成為富液的三甘醇溶液在塔底部流出，經甘醇循環泵進入精餾柱換熱盤管，被蒸汽加熱后進入閃蒸罐，閃蒸分離出溶解在富液中的烴氣體。

甘醇由閃蒸罐底部流出，依次進入TEG機械過濾器和TEG活性炭過濾器。通過TEG機械過濾器除去富甘醇中5μm 以上的固體雜質；通過TEG活性炭過濾器吸附掉富液中的部分重烴及三甘醇再生時的降解物質。過濾器均設有旁通管路，在過濾器更換濾芯時，裝置通過旁通管路繼續運行。

經過濾后富甘醇進入三甘醇貧-富TEG換熱器，與熱貧甘醇換熱升溫后進入精餾柱。在精餾柱中，通過精餾段、塔頂回流及塔底重沸的綜合作用，使富甘醇中的水分及很小部分烴類分離出塔，塔底重沸溫度為180～188℃。

在重沸器和緩沖罐之間設置有汽提柱，重沸器中的貧甘醇經貧液汽提柱，溢流至三甘醇緩沖罐。在通入汽提氣前，汽提柱內液相（甘醇）和氣相（水蒸汽）之間存在兩相平衡。在通入汽提氣后，大大降低了水蒸汽的分壓，貧甘醇中的水進一步蒸發出來以滿足新的平衡，從而導致貧甘醇濃度進一步提升。

2 脫水裝置參數評價

2.1 吸收塔

吸收塔壓力在4.0～5.5Mpa、差壓在0.08～0.12 Mpa、溫度在17～28 ℃，主要原因是澀北氣田是集中脫水工藝，各集氣站的外輸氣經過集氣干線匯集到脫水站進行集中脫水。

2.2 重沸器

TEG重沸器采用負壓爐加熱再生工藝，通過火管加熱三甘醇富液至190 ℃左右來蒸發掉其中的水份，達到再生目的。由于澀北氣田地處高原，平均海拔2750米，因此，重沸器溫度設置值為180～188℃。在日常生產中發現，溫度設定在這個范圍，脫水裝置運行平穩，故障率低，燃氣消耗少，露點合格。

檢修中發現TEG重沸器內部嚴重結焦，U型火筒附著很厚的鹽結晶等物質，火筒變形、穿孔。

3 脫水裝置主要指標

3.1 干氣的水露點

水露點是評價脫水裝置運行效果的主要指標。普帕克系列橇裝式脫水裝置脫水后干氣水露點在-7～-21℃，平均為-16℃，基本能夠達到設計要求；馬龍尼橇裝式脫水裝置脫水后干氣水露點在0～-18℃，平均為-10℃，達不到設計要求。

3.2 三甘醇損耗率

4 結論

4.1 進入脫水系統的天然氣預處理深度不夠，天然氣中的氣態水、雜質很多，導致：a.天然氣中的礦化度高；b.無機鹽易于甘醇發生反應生成結晶醇；c.無機鹽和泥沙在重沸器等設備的表面附著；d.甘醇被污染發泡、密度增大、黏度降低、PH值增高。

4.2 由于火筒周圍附著了很厚的鹽結晶和泥沙，造成火筒的熱效率低，大火長時間的灼燒，造成火筒變形或穿孔。

4.3 重沸器溫度控制不當，三甘醇分解成乙二醇等，或者發生脫水縮合反應生成高聚物等。

5 建議

5.1 在橇裝式脫水裝置的運行管理中，進行適當調節，優化脫水裝置運行：a.根據配產及時調節加熱爐的狀況，保持吸收塔溫度在20～28℃；b.根據處理氣量的大小及時調整泵次；c.根據三甘醇循環量、再生情況，及時再生溫度、汽提氣量。

5.2 加強天然氣進吸收塔前的預處理。

5.3 及時更換過濾器濾芯，加強溶液過濾，并監測溶液發泡趨勢，保證裝置平穩運行。

5.4 定期檢測溶液pH值，當pH值不在7.3～8.5之間時加入弱酸性物質進行調節。

5.5 保證脫水裝置在設計處理氣量范圍內運行，以減少三甘醇損耗，保證水露點合格。

5.6 對三甘醇脫水裝置進行定期除鹽。

5.7 三甘醇脫水裝置增設減壓蒸餾分離裝置，提高三甘醇的利用率。

參考文獻

[1]張書成，李亞萍.進口天然氣橇裝式脫水裝置運行評價及參數優化[J].天然氣工業，2006，26（9）.

[2]郭彬，何戰友.三甘醇失效原因分析及回收研究[J].天然氣工業，2006，26（9）.