甲醇再生裝置運(yùn)行分析評(píng)價(jià)

景 元，高好潔，王德龍，高 欣，時(shí)文才，馬雙伏

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第二采氣廠，陜西西安 710065）

甲醇再生裝置是天然氣處理廠的重要組成部分，是氣田采出水處理單元的核心部分，從集氣站拉運(yùn)至處理廠的氣田采出水經(jīng)過預(yù)處理系統(tǒng)除油除機(jī)雜后進(jìn)入甲醇再生裝置，甲醇再生塔采用常壓精餾工藝分離出采出水中的甲醇，回收的甲醇拉運(yùn)到集氣站循環(huán)使用，處理合格后氣田采出水進(jìn)入回注系統(tǒng)回注地層[1-3]。

1 甲醇再生裝置運(yùn)行情況

1.1 甲醇回收工藝

甲醇再生采用常壓精餾原理，處理能力為150 m3/d。經(jīng)過預(yù)處理后的含醇污水，進(jìn)入廢水換熱器與塔底水進(jìn)行換熱，溫度升至50℃后，進(jìn)入原料加熱器，經(jīng)蒸汽加熱后，進(jìn)入機(jī)械過濾器，去除雜質(zhì)后進(jìn)入精餾塔，氣相甲醇從塔頂進(jìn)入冷卻器，經(jīng)冷卻成為甲醇液體，進(jìn)入回流罐，回流罐中的大部分甲醇，經(jīng)甲醇產(chǎn)品冷卻器冷卻后，由回流泵輸送至甲醇產(chǎn)品罐，一少部分甲醇返回塔頂，控制塔頂溫度。塔底水一部分進(jìn)入廢水換熱器，與原料液進(jìn)行換熱后進(jìn)入回注系統(tǒng)，另一部分進(jìn)入重沸器，經(jīng)蒸汽加熱后回到塔底，控制塔底溫度。塔頂產(chǎn)品甲醇濃度大于95%，塔底水甲醇含量小于0.1%（見圖1）。

1.2 甲醇回收裝置運(yùn)行情況

根據(jù)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)要求，甲醇回收裝置產(chǎn)品甲醇濃度必須大于90%，同時(shí)應(yīng)該保證塔底廢液中甲醇含量小于0.1%。而實(shí)際生產(chǎn)中甲醇回收裝置的進(jìn)料原料水甲醇含量隨季節(jié)變化很大，冬季生產(chǎn)時(shí)原料水甲醇含量最高可達(dá)70%，夏季生產(chǎn)時(shí)原料水甲醇含量只有25%。甲醇回收裝置的運(yùn)行工況會(huì)根據(jù)進(jìn)料量、原料水濃度、操作條件等的變化而變化。為了掌握甲醇回收裝置的實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)掌握評(píng)價(jià)甲醇回收裝置的實(shí)際運(yùn)行效果，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)情況（見表1）。

通過表1中甲醇回收裝置的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)分析可得，該甲醇回收裝置目前運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)可以達(dá)到設(shè)計(jì)值，當(dāng)甲醇回收裝置運(yùn)行時(shí)通過手動(dòng)微調(diào)就可以完全控制塔底廢水和塔頂產(chǎn)品甲醇的濃度達(dá)標(biāo)，說明目前甲醇回收裝置操作參數(shù)可靠。

表1 甲醇回收裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)表

但是，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)操作人員及技術(shù)人員反映生產(chǎn)中出現(xiàn)的實(shí)際情況：甲醇回收裝置設(shè)計(jì)處理能力為150 m3/d，由于氣田前期未完全開發(fā)，甲醇回收裝置處于低負(fù)荷運(yùn)行，處理量為40 m3/d～60 m3/d，但是隨著氣田的開發(fā)，污水處理量需進(jìn)一步提升，可是生產(chǎn)實(shí)際中最大處理量只能達(dá)到120 m3/d，不能達(dá)到設(shè)計(jì)處理量，不能滿足生產(chǎn)實(shí)際的要求。

圖1 甲醇回收裝置工藝流程圖

圖2 利用HYSYS軟件建立的精餾塔工藝模型

表2 甲醇精餾塔操作參數(shù)優(yōu)化匯總表

2 原因分析及優(yōu)化

經(jīng)過查閱借鑒大量的與此相關(guān)文獻(xiàn)，分析篩選出與現(xiàn)場(chǎng)甲醇回收設(shè)備比較接近的水力學(xué)性能相關(guān)關(guān)聯(lián)式，并采用HYSYS軟件根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝建立的模擬計(jì)算模型（見圖2），通過輸入相關(guān)參數(shù)，用HYSYS軟件進(jìn)行計(jì)算從而獲取有用信息與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行對(duì)比。

根據(jù)工藝模型，分別輸入處理量為100m3/d、120m3/d、150 m3/d時(shí)不同甲醇濃度進(jìn)行模擬核算，核算優(yōu)化結(jié)果（見表2）。

通過上述模擬實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，該甲醇回收裝置通過蒸汽量、回流量等操作調(diào)整可以提升至甲醇回收塔的設(shè)計(jì)處理能力為150 m3/d，優(yōu)化效果明顯。

3 認(rèn)識(shí)結(jié)論

（1）通過現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析監(jiān)測(cè)可以看出，目前該甲醇回收裝置運(yùn)行參數(shù)正常，操作可靠，能夠滿足不同季節(jié)不同甲醇進(jìn)料濃度下的甲醇回收再利用任務(wù)。

（2）在裝置檢修，定期排污等措施保證各機(jī)泵運(yùn)行正常的情況下，經(jīng)過操作參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整，該天然氣處理廠甲醇回收裝置最大處理量完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)處理量150 m3/d。