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西安乙二醇再生工艺问题分析与优化方案
来源:www.xacdhg.com发表时间:2017-08-26


  在天然气管输过程中含有饱和水的天然气极易在管道中生成水合物,会阻塞管线阀门,影响生产的正常进行。一般注入乙二醇来防止水合物的生成。为降低乙二醇投入费用,必须对其进行再生回收。
  
  但在乙二醇再生工艺中,却存在很多问题,如醇烃分离效果差、设备腐蚀结垢、乙二醇发泡等,大大降低了注醇工艺的经济性与可靠性。通过确定正确的再生操作方法、合理添加药剂以及优化再生设备来解决乙二醇再生工艺存在的种种弊端。
  
  1存在问题
  
  1.1醇烃分离效果差醇、烃、水混合物进入三相分离器进行分离,如果分离器内的温度过低或者混合物在分离器内的停留时间过短,可能会造成醇烃分离效果变差。此时部分凝析油进入乙二醇再生塔,导致发泡、冲塔、装置结等问题。
  
  1.2再生装置结垢堵塞一般气田产出水中矿化度较高,如果再生系统入口处未设置机械过滤装置,循环带来的腐蚀杂质与水中析出的盐分会逐渐聚集,使管线及换热器、重沸器等设备结垢,还会导致水下的乙二醇注入管线堵塞。
  
  1.3再生设备腐蚀天然气中含有H2S、CO2等酸性气体,乙二醇被注入天然气系统时,会吸收部分酸性气体,导致乙二醇酸性不断增大,当其进入再生系统后碳钢腐蚀将急剧加速,造成设备的极大破坏。同时乙二醇系统中含有溶解氧,能加速金属设备的腐蚀过程。
  
  1.4贫富液换热效果差在再生过程中,由重沸器底部流出的乙二醇富液要与贫液进行换热。一般利用套管摘要式换热器进行换热,但由于套管式换热器套管管径小,换热面积小,导致贫富液换热效果差,换热后乙二醇贫液温度较高,为保证贫液泵的使用寿命,必须在贫液泵前设置冷却器,从而不利于简化流程;同时换热后富液无法充分提温,增加了再生塔的负荷,加剧了热能损耗。
  
  1.5乙二醇损耗量大经调研发现,导致乙二醇损耗量大的原因有以下几点:
  
  乙二醇注入量过大。这会导致气相中乙二醇携带损失量增大,加剧了乙二醇的蒸发损耗。
  
  再生塔塔底温度过高。塔底温度过高,会使重沸器中的乙二醇富液重新气化,与被蒸出的水蒸气一起出塔,造成浪费。同时还会增加热能损耗。
  
  由于现场操作人员缺乏经验,无法准确控制三相分离器内液位计的位置,使乙二醇混入凝析油系统。
  
  2解决方案
  
  2.1规范操作与添加药剂2.1.1醇烃分离效果改善由于在较低温度下乙二醇富液粘度较大且容易乳化,不利于醇烃分离,所以三相分离器中温度过低会导致醇烃分离效果变差,因此在分离器前设置加热器对醇烃混合液加热,并在三相分离器液包外围加伴热管,使液烃分离器内温度稳定在50℃左右即可有效提高醇烃分离效果。
  
  2.1.2装置防垢为有效地抑制装置结垢,应该做到以下几点:在富液缓冲罐与贫富液换热器之间设置机械过滤装置;换热设备安装后定期拆卸清洗污垢;为防止填料塔结垢,应采用散装填料;在换热器内应取最少的死区和低流速区;保证换热器内流速分布均匀,以避免较大的速度梯度,确保温度分布均匀;适当地增大流量并配合使用防垢剂。
  
  2.1.3酸性气体及氧腐蚀控制对乙二醇PH值进行监控,保证pH值在8.15-7.13之间,如果pH值降到7,使用硼砂作为中和剂进行处理;所有化学药剂储罐、乙二醇储罐等采用氮气密封,避免空气污染。在再生系统加入一定量的活性炭除氧剂进行控制。
  
  2.1.4减小乙二醇损耗量
  
  (1)运用哈默斯密特半经验公式得出气田所需抑制剂最低富液浓度,进而推出最合理的乙二醇注入量。
  
  (2)适度降低重沸器温度。一般将重沸器温度稳定在106℃左右即可满足乙二醇提浓的要求,并减少了乙二醇携带损失量。
  
  (3)准确控制液位控制计的位置,防止凝析油/MEG互窜。
  
  2.2优化装置
  
  (1)再生塔上与之相连的常温管道采用聚丙烯衬里,阀门采用衬四氟乙烯的球阀。对塔内壁和高温换热设备内部的管束内外壁进行3次涂搪工艺处理,涂层厚度350~500Lm。
  
  (2)选用高效三相分离器,并在出口设置捕雾器以提高醇烃分离效果。
  
  (3)利用管束式换热器代替板式换热器,不仅方便清洗除垢,而且能大大提高换热效率。
  
  (4)在再生塔顶设置高效立式换热器。
  
  不仅可以提高贫富液换热效率,而且能够减少乙二醇携带损耗,同时合理选择再生塔板数目,一般再生塔板数为5,回流比取0.2,此时有较好的再生效果。
  
  3结论
  
  在乙二醇再生工艺过程中,由于现场操作人员的失误,工艺设备的落后性以及缺乏配合添加化学药剂等原因导致再生设备腐蚀与结垢严重,乙二醇再生质量不合格、再生产量低,热能损耗大等问题。通过调研已有的比较成熟的再生工艺方案,以及对气田乙二醇再生工艺现场的合理改进,提出了一套切实可用的再生优化方案,从而大大提高了再生工艺的经济性与可靠性。
  
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