三甘醇裝置運行存在問題及處理方法

摘 要 天然氣分公司北I-1深冷站在2012年11月6日投用了一套三甘醇脫水裝置，該裝置利用三甘醇的親水性，用于給再生氣進行脫水，以保證外輸氣露點合格。文章介紹了三甘醇裝置自投用以來存在的問題及解決的建議。

關鍵詞 三甘醇脫水裝置；存在問題；解決建議

中圖分類號：TE53 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）08-0104-01

1 相關定義

脫水：即用于描述從氣體或液體中脫除水分的工藝過程的術語。

露點：又稱露點溫度，是天然氣冷卻時，水從天然氣中冷凝下來的溫度。天然氣中水蒸汽的量通常用其露點表示。

三甘醇：是三乙二醇的別名，為無色無臭有吸濕性粘稠液體。用作溶劑、萃取劑、干燥劑。

2 再生氣脫水的必要性

外輸天然氣中含水會造成以下危害：①天然氣中有水汽存在時，會減少輸氣管道對天然氣的輸送能力，降低天然氣的熱值；②會形成水合物，限制或堵塞管線中氣體的流動，嚴重時會堵塞閥門、管線等，影響平衡輸氣；③會造成管道腐蝕，減少管線的使用壽命，嚴重時還會引起管道破裂等突發事件，造成天然氣的大量泄漏和安全事故；④會使燃氣加熱爐的燃燒器熄火，有可能造成爆炸。

深冷裝置分子篩再生氣含水值較高，該部分氣體進入外輸氣管網，危害性較大。為避免外輸氣管網含水，現可采用兩種方式，一是再生氣返回壓縮機入口，二是對再生氣進行脫水后外輸。

但再生氣返回壓縮機入口不利于裝置平穩運行。主要表現在以下兩個方面：①再生氣壓力遠高于壓縮機入口氣壓力，返回入口影響壓縮機進氣量；②再生氣返回壓縮機入口，增大了壓縮機能耗。

基于以上原因，十分有必要實現再生氣脫水后外輸。

3 裝置簡介

2012年北I-1深冷裝置在再生氣分水罐后增設了一套三甘醇脫水裝置，對去外輸的再生氣進行深度脫水。

此套脫水裝置主要設備包括三甘醇吸收塔、甘醇泵2臺、機械過濾器1臺、活性炭過濾器1臺、再生氣-貧液換熱器，貧、富液換熱器，三甘醇再生組合裝置1套（重沸器、精餾柱、氣提柱、甘醇緩沖罐、電加熱器），具有如下優點：①裝置采用經典成熟的甘醇吸收脫水工藝，脫水效果好；②甘醇泵可利用裝置系統的壓力實現甘醇的增壓循環；③裝置配備先進的電加熱器，運行穩定，熱效率高；④裝置根據重沸器溫度傳感器實現電加熱器自動啟停控制；⑤裝置可實現超溫自動聯鎖保護功能，確保裝置安全運行；⑥裝置結構緊湊，自成獨立系統，安裝快捷，搬遷方便，流程簡捷，操作方便。

4 工藝流程簡述

1）天然氣脫水流程。再生氣首先經過吸收塔底設立的分離器，分離掉再生氣中2 μm以上游離態液滴及固體雜質，進入吸收塔下部的氣液分離段，經過上升管通過填料與從塔上部進入的貧三甘醇充分接觸，氣液傳質交換，脫除掉再生氣中的水份后，經塔頂捕霧絲網由塔頂部出塔。

脫水后的再生氣出塔后，經過套管式氣體-甘醇換熱器與進塔前熱貧甘醇換熱，降低貧三甘醇進塔溫度，換熱后進入外輸氣匯管，輸至界區。

2）三甘醇再生流程。貧三甘醇由塔上部進入吸收塔，吸收水分的富甘醇與部分高壓再生氣的氣液混合物作為動力進入甘醇泵。

從甘醇泵出來的富甘醇進入三甘醇精餾柱頂部盤管換熱后進入機械過濾器及活性炭過濾器。過濾掉富甘醇中的固體雜質、烴類及三甘醇再生時的降解物質。然后富甘醇進入板式貧富液換熱器，與由再生重沸器下部緩沖罐流出的貧甘醇換熱升溫后進入三甘醇精餾柱，通過精餾段、塔頂回流及塔底重沸的綜合作用，使富甘醇中的水份及部分烴類分離出塔。重沸器中的貧甘醇經貧液汽提柱，溢流至重沸器下部三甘醇緩沖罐。

貧液在緩沖罐中經過緩沖罐外壁的冷卻，進入板式貧富液換熱器，與富甘醇換熱，溫度降至60℃左右進甘醇泵，經泵增壓后進套管式氣液換熱器與脫水后的再生氣換熱，進入吸收塔。

3）輔助流程。從吸收塔出口再生氣管線上引出一股干氣作為裝置自用氣，經壓力調節閥節流并穩壓后進入三甘醇再生重沸器，加熱后引伸至貧液汽提柱下部，作為貧液汽提氣，來提高再生后貧甘醇的濃度。由于目前檢測貧甘醇濃度大于99%，已達到再生標準，此項汽提流程暫未投用。

5 存在問題

1）三甘醇出現流失情況。在三甘醇脫水裝置的運行中，再生氣壓力一直控制穩定，同時流量只根據再生需要調節，未出現大幅波動情況下，三甘醇緩沖罐液位突然下降，從現場地面觀察，也沒有從精餾柱煙囪噴出甘醇的痕跡，判斷可能因以下幾種問題導致三甘醇流失：①流量變化時，導致再生氣攜帶三甘醇進入外輸氣，引起甘醇流失；②甘醇泵泵次高于25次/分鐘，富甘醇帶入精餾柱水份增加，蒸汽量增大，三甘醇隨蒸汽一起排放出精餾柱；③吸收塔底排液不及時，導致大量水份隨甘醇進入精餾柱，蒸汽量增加，出現甘醇從煙囪噴出情況。

處理措施：泵次調整為15次/分鐘，加強塔底排液，繼續觀察三甘醇系統運行狀態。

2）三甘醇設備無保溫防護。此套三甘醇脫水裝置，甘醇線并未安裝電伴熱或采取保溫措施，突發裝置停機與再生氣系統故障后，吸收塔壓力降至0.8 MPa以下，甘醇泵失去動力源無法繼續運行，存留在管線中，當環境溫度較低時，甘醇粘度增加，待恢復運行后脫水效果變差，影響外輸氣露點質量；同時含水的富甘醇容易在管線內形成凍堵，影響脫水裝置的平穩運行。

處理措施：建議在甘醇管線上加裝保溫，在橇裝上安裝保護箱體。

3）排污線不完善，且無液位遠傳及自動排污系統。此套三甘醇脫水裝置，吸收塔底部排污線與原穩回油線相連，目前該排污線并未安裝出口單流閥，原穩裝置回油出現倒流至排污線內的情況，造成排污線堵塞，排污困難；由于排污時必須保留液封，而此條排污線采用球閥手動排污，增加了準確控制塔底液位難度；另塔底液位并未安全數據遠傳，崗位人員只能通過現場監控液位，給崗位操作帶來了極大的不便。

處理措施：2013年已經上設計計劃，將在三甘醇裝置增設液位遠傳，調節閥控制排污，并加裝單流閥。

4）三甘醇再生塔頂排放氣味大。三甘醇再生塔塔頂排出的氣體中大部分為水蒸氣，同時還含有甲烷及少量的重烴。設計保證分離出的這部分氣體中甲烷及重烴含量極少，符合大氣污染物無組織排放國家標準，但從目前裝置運行中觀察，排放氣體中化學氣味較濃。

處理措施：建議對該氣體進行檢測，并對排放系統進行

改造。

6 結論

北I-1深冷站三甘醇脫水裝置為天然氣分公司引進的第一套給再生氣進行脫水的裝置，該裝置的平穩運行可以保證冬季外輸氣露點合格，降低外輸管網凍堵率，而本文對北I-1深冷站一年來三甘醇脫水裝置運行時存在問題進行分析和處理，為分公司繼續開展三甘醇脫水項目提供意見及建議。

參考文獻

[1]蔣洪，楊昌平.天然氣三甘醇脫水裝置節能分析[J].石油與天然氣化工，2010（04）.

[2]李進超.三甘醇脫水裝置投產常見故障分析及排除[J].科技與企業，2013（01）.

作者簡介

李雪峰（1977-），男，2009年6月畢業于大慶石油學院石油工程專業，現工作于天然氣分公司油氣加工七大隊維修隊。endprint