進口天然氣三甘醇脫水裝置檢修及問題處理

馬志榮，祁明業，王海瑞，劉雙全，傅俊義

（1.克拉瑪依職業技術學院，新疆 克拉瑪依 834000；2.中國石油新疆油田油氣儲運分公司，新疆 克拉瑪依 834000；3.壽光實華天然氣有限公司，山東 壽光 262700）

某增壓站是新疆油田油氣儲運公司管道天然氣輸送增壓站，天然氣輸送過程中脫水采用加拿大普帕克公司進口的三甘醇脫水裝置。該裝置投產于2010年，運行以來裝置跑冒滴漏現象嚴重，脫水效果差，外輸天然氣水露點達不到設計輸送要求。近年來，由于市場份額的萎縮，加拿大普帕克公司已經退出新疆油田市場，外協市場內該裝置檢修呈現空白狀態。

1 三甘醇工藝介紹

三甘醇脫水工藝主要包括吸收和再生兩大部分：天然氣在一定壓力和常溫下脫水，富醇溶液在高溫和低壓下再生（圖1）。

圖1 三甘醇脫水工藝流程圖

如圖1所示，天然氣從三甘醇吸收塔下部進入，在塔內與從塔上部流下的三甘醇貧液進行交換，將在塔內向上流動的天然氣中的水蒸氣吸收。吸滿水的富甘醇從塔底排出，經過三甘醇儲罐中的預熱盤管后，通過閃蒸罐閃蒸、過濾器過濾后進入重沸器上部的蒸餾塔頂部[1]。

重沸器中產生的蒸氣，將通過蒸餾塔的富甘醇中的水蒸氣提走，上升蒸氣夾帶的甘醇冷凝后重新流回重沸器，未冷凝的水蒸氣從上部排出與環境換熱而冷凝成水排出。再生好的甘醇溢過重沸器擋板流入甘醇儲罐，然后通過能量泵將甘醇壓力提高到吸收塔壓力，經過干氣-貧醇換熱器進入吸收塔頂開始新一輪循環[2]。

2 脫水裝置存在問題

該增壓站三甘醇裝置自2010年10月投產以來，一直保持生產運行狀態，未進行過檢修工作，存在三甘醇損耗增大、三甘醇變質、系統泄漏等問題。

2.1 天然氣水露點檢測不合格

該增壓站三甘醇在運行過程當中，水露點一直檢測不合格（表1）。

表1 天然氣水露點統計

2.2 裝置泄漏點較多

三甘醇脫水裝置存在嚴重的跑冒滴漏現象，受甘醇溶液、水蒸氣、風吹雨淋等因素影響，裝置泄漏處銹蝕斑斑，甘醇溶液消耗較大（圖2）[3]。

圖2 裝置泄漏嚴重

2.3 精餾柱排氣帶液

精餾柱作用是分離甘醇富液加熱氣提蒸汽中的甘醇溶液，由于精餾柱內部盤管表面結垢和污染嚴重，達不到有效冷卻分離甘醇的作用，致使部分甘醇隨蒸汽排出裝置，造成生產區域內味道較大（圖3）[4]。

圖3 再生排氣污染

2.4 甘醇泵運行壓力不足

現場測試甘醇泵工作壓力只有0.8 MPa，遠達不到裝置循環運行1.2 MPa的規定值，導致甘醇溶液與天然氣交換不充分，影響脫水效果（圖4）[5-6]。

2.5 甘醇發黑變質

裝置運行以來，只是按照廠家技術指導對裝置所需的甘醇采取補缺的添加方式，未徹底清理甘醇罐及管線，甘醇使用時間長，溶液黏稠、發黑，吸水能力降低。

圖4 甘醇泵

3 現場檢修

3.1 停運裝置

切換流程至旁通流程，將天然氣導出脫水裝置，并在吸附塔進、出口閥門處加裝盲板。停運脫水撬，三甘醇退液集中回收。

3.2 熱蒸、清洗

三甘醇脫水裝置由單體設備與連接管線組成一個密閉的循環空間，三甘醇在甘醇泵的壓力驅動下進行著交換、吸附、加熱、提純、再生等循環過程，對設備進行熱蒸、清洗，能夠有效去除設備內壁中的積碳、結垢以及附著物，減少甘醇污染，提高甘醇純度，加強交換吸附能力。

3.2.1 吸附塔熱蒸與清洗

吸收塔是三甘醇脫水裝置的關鍵設備之一，主要分3部分：下部預分離段，中部吸收段，上部氣液捕集段。吸附塔內共有9層塔盤，并設有分隔板，清洗過程需要對每層塔盤進行蒸汽高溫熱蒸、清洗。清洗過程中要依次從最高一層開始往下逐層熱蒸、清洗，直到每層都流出清水為止，清洗排出的廢水應全部排入罐車防止污染環境。

3.2.2 過濾器清洗

三甘醇脫水裝置設置有固體顆粒過濾器及活性碳過濾器，主要是過濾系統內三甘醇溶液中的非烴類雜質。

清洗過程中，應檢查顆粒過濾器內濾芯是否完好，是否變質。對固體顆粒過濾器和活性炭過濾器內壁進行高溫蒸汽熱蒸和清洗，清除過濾器內雜質及結垢，清洗至放空排出液體為清水為止。

3.2.3 重沸器熱蒸與清洗

重沸器包含了再生和重沸兩部分，主要由富液精餾柱、加熱罐、貧液氣提柱、換熱罐組成。熱蒸時連接蒸汽管線，對單體設備進行逐個清洗。清洗富液精餾柱時需要將精餾柱吊裝至地面作業，其他設備可在裝置撬上進行作業，清洗時以外排出的蒸汽冷凝水清濁度來判斷是否清洗干凈。一般來講，待外排蒸汽冷凝水清澈無雜質即可判定為清洗完畢。

3.2.4 其他設備熱蒸與清洗

其他設備包括燃氣緩沖罐、換熱緩沖罐、富液罐、貧液罐、換熱器、閃蒸罐、甘醇循環管路等。熱蒸清洗過程中需要對所有部件逐一進行熱蒸清洗處理，確保清洗作業全面無遺漏。

3.3 漏點維修及故障點排除

該三甘醇脫水裝置表面主要存在的問題是泄漏和裝置運行壓力低。在檢修過程中，對富液罐液位計、甘醇循環管路連接部位、管線所有閥門進行連接緊固和維修保養，試壓顯示管線連接部位泄漏現象全部消除，脫水橇上所有閥門開關靈活，密封合格，無泄漏。

檢修程序：吹掃儀表風管線、汽提氣管線及燃料氣管線；拆卸更換富液罐防爆膜；對裝置柱塞泵進行大修；對進、排氣凡爾進行精研，增強密封性，更換骨架油封、凡爾座彈簧，提升柱塞泵工作壓力；檢修重沸器爐膛火嘴和點火裝置；對裝置上全部的氣動調節閥進行檢修；對所有三甘醇管線進行連接和吹掃，添加三甘醇溶液，為投產做準備。

3.4 投產

將三甘醇脫水流程切換成小循環模式運轉，加熱提純三甘醇，拆除吸附塔進口閥門和出口閥門處的盲板，將天然氣倒入吸附塔，將三甘醇脫水流程切入大循環流程，導入吸附塔對天然氣進行脫水。

4 結束語

經過對該增壓站三甘醇脫水裝置檢修，系統導入運行后脫水裝置各項指標恢復正常，裝置運行中存在的問題全部消項。

在進行維檢修過程中，為了控制成本，大量采用國產配件及測繪加工的方式解決故障配件問題，不僅從技術上打破了國外公司的壟斷和封鎖，也避免了委外維修必須訂購原廠進口配件的不合理支出。保證了售后服務要求，走出了具有新疆油田自己特色的設備設施自主化維修道路，為企業直接節約維修成本支出70余萬元。