某天然氣集氣站管道防腐新型緩蝕劑加注工藝系統(tǒng)的設(shè)計

馬欣 吳天琦 鄧昕婷

（1，2 西南石油大學(xué) 四川 成都610500 3 中國石油西南油氣田分公司重慶天然氣凈化總廠 重慶404100）

一、天然氣集氣站內(nèi)所使用的緩蝕劑

天然氣集氣站內(nèi)使用的是四川某公司的HT－7D 和TCI 這兩種緩蝕劑，這兩種緩蝕劑都是CO2抑制劑且對Cl－腐蝕也有抑制作用， 其中HT－7D 還可以抑制H2S 腐蝕，TCI 有一定程度的乳化傾向，需要和破乳劑（OP－1）按照一定比例配伍使用。這兩者緩蝕劑都屬于易燃易爆危險品，是具有一定毒性的有機(jī)化學(xué)品。現(xiàn)場會稀釋后使用，會按照特定的存放要求進(jìn)行貯存。

為了保證緩蝕效果， 此氣田的有關(guān)部門會對緩蝕劑進(jìn)行周期為一年一次的抽樣檢測，并對緩蝕率進(jìn)行監(jiān)測。

二、天然氣集氣站緩蝕劑加注工藝系統(tǒng)

1、緩蝕劑加注工藝

通過現(xiàn)場調(diào)研可知， 此集氣站的緩蝕劑加注工藝為噴霧泵注。 緩蝕劑儲罐（高位罐）內(nèi)的緩蝕劑灌注到高壓泵內(nèi)，經(jīng)過高壓加壓送到霧化器，最后噴射到管道內(nèi)，。 霧化后的緩蝕劑液滴能夠比較均勻的附著在管道內(nèi)表面上，形成保護(hù)膜。

2、天然氣集氣站緩蝕劑加注系統(tǒng)流程

天然氣集氣站管道防腐緩蝕劑注入系統(tǒng)流程主要有補(bǔ)水系統(tǒng)、緩蝕劑儲罐、計量泵和其他儀表組成。 其中采用計量泵，與每個計量加注橇匹配的計量泵各2 臺， 共6 臺； 采用防爆節(jié)能電機(jī)，防爆等級ExdIIBT4，每個計量加注橇各2 臺，共6 臺，與泵配套，電機(jī)上帶防爆電纜夾緊密封接頭。

泵出口壓力至少大于加注點運行壓力2MPa 以上；泵出口管路上設(shè)緩沖器1 個，且設(shè)置有安全閥和止回閥；泵進(jìn)口管路上配過濾器。

另外，還有設(shè)備之間配管、閥門、自控儀表、配電、操作平臺和橇塊底座地腳螺栓等。

3、補(bǔ)水系統(tǒng)（或補(bǔ)油系統(tǒng)）

緩蝕劑補(bǔ)水系統(tǒng)主要是指與水處理系統(tǒng)相連的補(bǔ)水管線。水質(zhì)必須是經(jīng)過處理后的潔凈水， 目的是為了防止水中雜質(zhì)堵塞噴頭或緩蝕劑注入管線； 同時此天然氣集氣站配有水處理系統(tǒng)，可保證水源潔凈。

4、緩蝕劑儲罐

緩蝕劑儲罐是將緩蝕劑同其他溶劑（一般指水、油或破乳劑等）混合均勻并有一定儲存功能的容器。 為了保證混合均勻，一般會在罐頂安裝電動攪拌器，對保證緩蝕效果起到一定的作用；同時，在冬季寒冷地區(qū)，還要安裝加熱器在儲罐底部，鋪設(shè)保溫層給儲罐外壁，保證緩蝕劑溫度恒定，進(jìn)而保證緩蝕效果。

緩蝕劑儲罐的材質(zhì)一般為316SS 不銹鋼， 防止因腐蝕而產(chǎn)生的銹渣進(jìn)入到加注噴頭中；且緩蝕劑儲罐的體積不宜過大，便于制造、運輸和安裝。 另外，為了保證緩蝕劑注入的連續(xù)性，一般有兩個儲罐同時工作，一個用來混合和加注緩蝕劑，另外一個用來工作。

此氣田采用的緩蝕劑儲罐容積為2－4m3，為常壓儲罐，其出口直接與泵的進(jìn)口連接。 儲罐應(yīng)配有玻璃管液位計，儲罐底部應(yīng)設(shè)有排液口。 儲罐頂部設(shè)通氣管，通氣管頂部安裝防爆阻火呼吸閥，

5、緩蝕劑加注泵

緩蝕劑加注泵的類型為液壓隔膜計量泵， 額定排量為4.7L/H，出口壓力為35MPa。其流量可在0－100%范圍內(nèi)實現(xiàn)在運行及停車時連續(xù)調(diào)節(jié)，精度達(dá)±1%。 傳動機(jī)構(gòu)由動力端、傳動箱體、電動機(jī)等組成，流量通過改變沖程長度實現(xiàn)手動調(diào)節(jié)，液力端部分應(yīng)包括柱塞、隔膜、單向球閥及外殼等組成，泵頭與傳動箱之間由隔膜密封，其在明顯的部位標(biāo)注電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向指示箭頭。

緩蝕劑加注泵入口管道壓力等級規(guī)定為1.0MPa 以上，出口處設(shè)止回閥，防止管線天然氣倒串入泵，止回閥要嚴(yán)密可靠；還有放氣閥、 壓力表； 還應(yīng)安裝有40Mpa 級彈簧全啟式安全閥2只，其工作壓力28MPa(可調(diào))，。

緩蝕劑加注泵的進(jìn)口、過流部分，出口及排出管選用316SS；當(dāng)緩蝕劑加注泵運行時，泵的噪音不應(yīng)高于80dB，軸承溫度不高于65℃，無異常振動，各密封處沒有泄漏。

6、緩蝕劑霧化器

此氣田使用了一種新型霧化器[2]，其名稱為多孔霧化器，國家專利號為01213036.2， 其優(yōu)點主要在于與天然氣混合的均勻度較高，霧化顆粒最小直徑可達(dá)25μm，霧化效率為75%～80%；且具有耐用和抗沖蝕的特點， 其壽命是以往霧化器壽命的3－5倍。

三、工程實例

1、生產(chǎn)情況

某天然氣計量站的輸氣量是1287625m3/d， 產(chǎn)液量為102t/d， 運行溫度為65℃， 運行壓力為12MPa，CO2分壓為0.03～0.12MPa，試設(shè)計緩蝕劑加注工藝系統(tǒng)。

2、緩蝕劑加注工藝系統(tǒng)設(shè)置

采用HT－7D 號緩蝕劑，加注點為單井進(jìn)站管線，霧化器選用新型多孔霧化器。

按液相濃度200ppm，氣相濃度1L/10000m3 合計，根據(jù)經(jīng)驗公式[3]計算得出緩蝕劑的加注量，以3 天為1 周期，則需要的藥劑量為3600L。采用緩蝕劑加注泵排量為1200L/d，則目前應(yīng)按照36.4%排量運行；其揚程為14MPa。

四、結(jié)語

本文結(jié)合實際調(diào)研經(jīng)驗， 對某氣田集氣站的緩蝕劑加注工藝系統(tǒng)進(jìn)行了研究。 根據(jù)具體工況，設(shè)置了一個緩蝕劑加注工藝系統(tǒng)， 此系統(tǒng)的特點在于對高溫高壓并具有CO2腐蝕特點的氣田的緩蝕劑加注工藝設(shè)計有一定的參考價值， 而且新型緩蝕劑霧化器的選用是另外一個值得借鑒的特點。

1. 米力田,黃和,等. 緩蝕劑加注工藝系統(tǒng)研究[J].天然氣與石油, 1998,16(3)∶20－30.

2. 西安高壓閥門廠. 多孔霧化器 [P]. 中國專利：01213036.2，2001－02－26

3. J.P.Longwell，M.A，Weiss，Mixing and Distribution of Liquids in High－Velocity Air Stream，Ind. And Eng.Chem.V.45，No.3，1953