永川LNG脫酸單元的優(yōu)化改造與應(yīng)用

彭 明

（中原油田天然氣處理廠，河南濮陽 457000）

永川LNG脫酸單元的優(yōu)化改造與應(yīng)用

彭 明

（中原油田天然氣處理廠，河南濮陽 457000）

永頁1HF井LNG井站的脫酸單元由于胺液吸收不好，工藝流程問題影響原料氣脫酸效果。進行優(yōu)化改造后，原料氣脫酸效果明顯，二氧化碳含量降低，LNG產(chǎn)量提升。

脫酸；胺液；永頁1HF井；二氧化碳

Abstract：The deacidification unit of LNG well station in 1HF well is affected by the poor absorption of amine solution，and the process flow problem affects the deacidification effect of raw material gas.After optimizing the transformation，the raw material gas deacidification effect is obvious，the carbon dioxide content is reduced，LNG production is improved.

Key words：deacidification；amine solution；permanent page 1HF well；carbon dioxide

1 項目概況

永頁1HF井站由中石化中原油田永川項目部運行生產(chǎn)LNG的一套撬裝裝置。永頁1HF井放噴頁巖氣回收利用LNG裝置設(shè)計處理能力為3×104m3/d，LNG裝置于2016年5月完成設(shè)備安裝調(diào)試，6月份開始試投產(chǎn)應(yīng)用。

本液化裝置為可移動撬裝裝置，由脫碳單元、脫水單元、預(yù)冷單元、主冷單元和公用工程單元構(gòu)成。主要工藝流程為：井口頁巖氣經(jīng)水套爐，氣液分離器處理后，壓力3MPa原料氣進入LNG液化裝置，經(jīng)過脫碳單元，天然氣中的二氧化碳，硫化氫等被MDEA脫除，使天然氣中CO2體積含量低于50×10-6。天然氣再進入脫水單元，脫除其中水分、重?zé)N和汞，使天然氣中水露點低于-65℃。從脫水單元出來的商品天然氣，經(jīng)過液化單元成為液態(tài)天然氣，進入產(chǎn)品儲罐。

1.1 存在問題

存在的主要問題：

（1）經(jīng)脫酸后的天然氣二氧化碳含量高，會在冷箱單元及管線中形成絮狀物凍堵管線，影響產(chǎn)品輸送速度。同時生產(chǎn)出的LNG會帶有固態(tài)二氧化碳絮狀物，產(chǎn)品質(zhì)量較差，無法達到甲方銷售要求。

（2）井口原料氣經(jīng)多次檢測含有微量硫化氫，工藝及安全要求需予以脫除，此外在脫酸單元中，貧液泵及相應(yīng)的再生單元排液泵故障較多，胺液發(fā)泡嚴(yán)重，既影響脫酸效果又影響生產(chǎn)時率。

2 取得的主要技術(shù)創(chuàng)新成果

2.1 主要研究內(nèi)容

2.1.1 影響脫酸效果原因分析

①脫碳單元管線未鈍化，MDEA易發(fā)泡。②吸收塔6個、再生塔3個的液位難控制，操作繁瑣。③胺液過濾器里無活性碳且過濾器封頭泄露嚴(yán)重，底部閥門損壞。④過濾器前未設(shè)置機械過濾器過濾機械雜質(zhì)，后未設(shè)置粉塵過濾器過濾活性碳粉末。⑤胺液發(fā)泡后，氣液分離器排放出來的胺液沒有收集地。⑥CO2分離罐液位在中控需要頻繁手動啟泵，操作繁瑣。2.1.2 脫酸單元的工藝流程影響因素分析

脫酸單元整體工藝細節(jié)設(shè)計存在某些問題，影響了工作時率和脫酸效果，需要進行細節(jié)上的改造

1）裝置區(qū)無備用泵；貧液泵只有一個繼電器、貧液泵啟動需放空泄壓。

2）胺液流量大時貧液泵（撬內(nèi)）有較大異響聲。3）貧液泵（撬內(nèi)）胺液泄漏量大且不易回收。

2.2 改造方案確定

通過對脫酸單元的整體分析，改造主要分為兩部分，一是對胺液吸收效果的整體優(yōu)化，二是對現(xiàn)場工藝流程主要是胺液再生單元流程的細節(jié)改造。2.2.1 胺液吸收效果優(yōu)化方案確定

（1）更換腐蝕的管線及設(shè)備費用太大，維持系統(tǒng)穩(wěn)定，將液位、壓力、溫度控制好，不可大起大落，以免造成系統(tǒng)內(nèi)流體竄動，進一步的腐蝕。保持系統(tǒng)清潔，處理好原料氣，投用胺液過濾器，除去胺液里的固體懸浮物、油類和降解產(chǎn)物。

（2）對脫碳單元冷卻水系統(tǒng)進行整體改造，提高貧胺液水冷效率，確保胺液吸收溫度達到最優(yōu)值。

（3）將胺液過濾器投用，罐內(nèi)加裝活性碳，并維修罐體封頭，更換無法使用的底部閥門。

2.3 脫酸單元現(xiàn)場工藝細節(jié)改造

（1）在貧液泵（撬外）旁安裝不銹鋼胺液儲槽（1m3），用于收集貧液泵和氣液分離器排出來的胺液，并和CO2分離罐的排液泵連接，便于將胺液儲槽里的胺液打入到系統(tǒng)里。

（2）中控CO2分離罐液位手動啟泵，改為PLC自動控制液位啟停泵，減少了中控人員操作強度。

（3）增加新的貧液泵（撬外），使泵一備一用，2臺貧液泵入口各自新增閥門，在一臺泵維修時另一臺泵可正常使用無需停機。

（4）由于安裝貧液泵繼電器位置空間小，又不能在其他地方安裝新的繼電器供貧液泵使用，在切換備用泵時只能電工更換線路。

（5）由于貧液泵（撬內(nèi)）入口閥門口徑較小，在胺液流量大時導(dǎo)致貧液泵有較大異響聲，更換貧液泵（撬內(nèi)）入口閥門DN50→DN65，加大了閥門口徑，使胺液入泵更加暢通。

（6）貧液泵（撬內(nèi)）填料破損，聯(lián)系廠家發(fā)來新的填料及閥更換后，泵的泄漏量在可控范圍內(nèi)；安裝胺液儲槽，將泄漏的胺液回收利用。

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果分析

通過對裝置進行優(yōu)化改造，取得了明顯的應(yīng)用效果，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1 胺液吸收優(yōu)化改造效果

在改造前處理量為5 000m3/d時，二氧化碳含量達到100×10-6左右，改造后處理量可以達到2×104m3/d，二氧化碳含量能保持在50×10-6以下，極大提高了LNG產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。

3.2 脫酸單元現(xiàn)場工藝細節(jié)改造效果

改造后裝置日平均生產(chǎn)時率由18h提高到23.6h，裝置從根本上杜絕了因脫酸單元故障導(dǎo)致的停機。此外改造后大大降低了操作工人勞動強度和誤操作頻率。

相比改造前，天然氣處理量大幅度提升，由改造前的5 000m3/d，提高到改造后的20 000m3/d，每天增產(chǎn)15 000m3，大幅度提高天然氣處理量。

4 經(jīng)濟效益分析

改造后比改造前LNG處理量每天提高了15 000m3，液化 量 為（15 000m3÷625）×0.45t/m3=10.8t， 一 年 增 產(chǎn)LNG 量 為10.8t×365d=3 942t， 合 計 為 3 942t×3 500元 /t=1 379.7萬元；

5 結(jié)束語

永頁1HF井放噴頁巖氣回收利用項目，通過對脫酸單元的優(yōu)化，順利地解決原料氣脫酸問題，提升了LNG裝置的生產(chǎn)量和質(zhì)量，也為后續(xù)的LNG應(yīng)用奠定了實踐基礎(chǔ)。

[1] 侯天江.天然氣凈化技術(shù)[M].北京：中國石化出版社，2013.

Optimization and Application of Deacidification Unit of Yongchuan LNG

Peng Ming

TE644

B

1003–6490（2017）09–0100–02

2017–06–28

彭明（1990—），男，河南范縣人，助理工程師，主要從事天然氣處理工作。