【文章內容簡介】 V′ =Q 24 T (243) 式中 T—— 供應船的最大運送周期 ，天； 罐的實際尺寸應大于計算尺寸，因為要保證最高液位與罐頂之間至少有 15cm (6″ )的間距。 3）攪拌器功率的計算 攪拌器功率與化學藥劑罐的容積有關，藥劑罐的容積越大所需要的攪拌器功率也越大。 設計中，攪拌器的軸功率多數(shù)設計為 kW， 根據(jù)經驗，在 當化學藥劑的性質（比重和粘度 ） 類似于水的性質時，對于小于 1m3的藥劑罐可使用 ~0. 25 kW 的攪拌器，對于 的罐可取 的攪拌器。 4．化學藥劑的注入點 常見的化學藥劑注入點是在井口管匯或其它管匯，以保證化學藥劑可連續(xù)輸送到所有的生產過程中?；瘜W藥劑的注入方法分單點注入和多點同時注入兩種方法，前者與后者相比具有設備費用小和維修量低的特點，但消耗的化學藥劑量較大的（因為混合時間短）。 1) 破乳劑 破乳劑應該盡可能在遠離生產分離系統(tǒng)的位置加入，以保證其最大的混合和作用時間，使破乳劑能與 乳狀液中每個穩(wěn)定的小水滴接觸，以達到最佳的破乳效果。破乳劑一般在原油生產 /計量管匯中注入，也有的在井口注入。 2) 消泡劑 消泡劑在海上平臺的應用主要有：油氣分離器、海水脫氧塔、乙二醇脫水塔和氨氣脫硫塔。 油氣分離器中的消泡劑應在分離器的上游注入；海水脫氧塔中的消泡劑在海水進脫氧塔的入口管線上注入；乙二醇接觸塔中的消泡劑是在乙二醇接觸塔的底部注入，因為起泡原因是從塔底上升的氣液中攜帶有輕烴或固體小顆粒；氨脫硫塔中的消泡劑在吸收塔的貧氨入口中注入。 3) 防腐劑 常用的防腐劑有兩種類型：水溶性和烴溶性。水溶性 防腐劑主要用于控制水對鋼材的斑點腐蝕，在海上平臺上主要用在生產水、海水和地下水處理系統(tǒng)中；烴溶性緩蝕劑主要用在原油的生產、處理過程中，以控制原油中的酸性物質對設備和管材的腐蝕。 烴溶性防腐劑一般在井下封隔器的下面注入，但在使用中需注意這種防腐劑可能會在乙二醇接觸塔中引起發(fā)泡，需要在乙二醇接觸塔入口前設過濾設施，以除去烴溶性防腐劑。 海水系統(tǒng)的防腐劑通常在海水提升泵的出口處或脫氧塔底海水出口管線上注入。 對地下水處理系統(tǒng)，防腐劑一般在地下水泵的出口管線上注入；而生產水處理系統(tǒng)一般在進入生產水處理設備的入口管線 上加入防腐劑。 4) 改善原油流動性的化學藥劑 降凝劑、防蠟劑、降粘劑和減阻劑等，一般是在原油輸送管線（海底管線）的入口或注入井下。 5) 反相破乳劑 反相破乳劑主要用在含油污水的凈化上，一般在含油污水處理流程的上游注入。反相破乳劑的用量和注入點會受到原油破乳劑的影響和制約，這一點在具體應用中要引起注意。 6) 除氧劑 除氧劑一般在海水脫氧塔底部的循環(huán)管線上或海水緩沖罐中注入。 7) 殺菌劑 當海水作為注入介質時，殺菌劑一般在海水提升泵的出口和海水粗濾器的出口處注入；在生產污水處理系統(tǒng)和回注流程中，殺菌劑多 在污水處理系統(tǒng)的入口和凈化水緩沖罐的上游注入。 8) 防海生物化學藥劑 防海生物化學藥劑僅在海水系統(tǒng)中使用，一般注入在海水提升泵的入口和出口處，或注入到 FPSO 的海門閘箱內。 9) 防垢劑 當海水作為冷卻介質時，防垢劑多在海水過濾器的下游注入；當海水作為注水介質時，則需在海水注入泵的下游注入防垢劑；在含油污水處理系統(tǒng)中，防垢劑一般都是在污水進入處理系統(tǒng)之前注入。 10) 絮凝劑 絮凝劑在生產水處理系統(tǒng)中一般在聚結器之前注入；而在地下水和海水處理系統(tǒng)中，絮凝劑一般加在過濾器之前。 11）浮選劑 生產水處理系統(tǒng) 中若有氣浮選裝置，為了得到較好的處理效果，一般在氣浮選裝置前注入浮選劑。 12）防凍劑 防凍劑一般在井口、油嘴、安全閥前注入；也在氣體外輸管線啟動或停輸時使用，其注入點多在氣體外輸管線的入口處。 三、防凍劑注入系統(tǒng)和再生系統(tǒng) 防凍劑就是防止天然氣在輸送過程中產生水合物的化學藥劑，水合物從外形上看像是色彩不鮮明的冰，是由嵌有輕烴分子的水晶格構成，常造成管道、節(jié)流器、閥及儀器的堵塞，減少管線的輸送能力，導致設施損壞，特別是在管道上的節(jié)流閥和控制閥處，通常壓降較大且孔徑比較小，很容易被水合物堵塞，出現(xiàn)“冰結”現(xiàn)象 。 使用較為普遍的防凍劑主要有甲醇和乙二醇這兩種，通常甲醇是不進行回收的，而乙二醇可以再生回收以重復循環(huán)利用。 甲醇對溫度的要求較寬，幾乎在任何溫度下使用甲醇都是有效的，但在高溫下其蒸發(fā)損失較大，故在許多情況下回收甲醇不經濟。乙二醇沸點較高，蒸汽損失小，在烴類中的可溶性比甲醇小，可以回收再利用，適合于天然氣處理量大的場站。二甘醇由于物性條件差，也難于天然氣中的油分離，一般不使用。甲醇、乙二醇、及二甘醇的性質參見下表 243。 表 243 甲醇、乙二醇及二甘醇性質 名稱 分子式 分子量 冰點 ℃ 沸點 ℃ 密度 絕對粘度 (latm) (25℃ )， g/cm3 (20℃ ),mPa s 甲醇 CH3OH 32 — (20℃ ) 乙二醇 CH2CH2(OH)2 62 二甘醇 O(CH2CH2OH)2 106 三甘醇 (HOCH2CH2OCH2) 2 150 (25℃ ) 1. 防凍劑的作用原理與三甘醇脫水工藝的區(qū)別 海上油氣田產出的天然氣，除了 一部分用于平臺自發(fā)電等自耗以外，余下的大部分氣體一般都要經過處理后作為商品氣外賣或去輕烴回收裝置。為了能保證海上平臺所產的天然氣順利輸送到目的地，一般需要采用三甘醇脫水或注入水合物抑制的辦法來降低天然氣的露點，以防止在輸送管線中產生水合物。 采用防凍劑或三甘醇脫水的方法雖然都可以達到有效降低天然氣露點的目的，但它們的作用原理卻不同，前者并沒有將天然氣中的水分進行脫除，而后者則是起到干燥天然氣的作用，從而可以達到更高的露點降。 一般來講，防凍劑多用在海上平臺之間的天然氣集輸管線、較短的天然氣輸送海底管線和天然 氣中酸氣含量較低的場合。 對長輸管線以及天然氣中酸氣組分含量較高、腐蝕性較重的場合，一般應優(yōu)先考慮采用三甘醇脫水工藝。因為長輸管線要求的露點降較高，采用三甘醇脫水工藝比較經濟，而且，對酸氣組分含量較高、腐蝕性較重的天然氣，采用三甘醇脫水工藝還可以在脫水的同時部分脫除酸氣組分，減少對后續(xù)設備的腐蝕，達到雙重功效。三甘醇脫水露點降可達 30 ~ 60 176。 C，最高達 85 176。 C。 2. 天然氣水合物形成預測 促使水合物形成的必要條件有兩個： 1）含水天然氣溫度低于其露點溫度，有游離水析出； 2）足夠低的溫度和足夠高的 壓力。 對于任何組分的天然氣在給定壓力下都對應一個水合物的形成溫度，低于這個溫度將形成水合物，高于則形不成水合物；當壓力升高時，形成水合物的溫度也隨之升高；若天然氣中沒有自由水就不會形成水合物。形成水合物還有一些次要條件：較高的氣體流速、壓力急劇變化，如經過彎頭，孔板等處，引入小的水合物晶體等，這些次要條件大多存在于工藝管線的氣流中。 判斷天然氣水合物的形成條件、圖表和例題可參閱本指南的第二篇第二章第四節(jié)中的相關內容。 3. 防凍劑注入系統(tǒng)和注入量 甲醇是氣田上用得最普遍的一種水合物抑制劑，其價格相對便宜 ，在氣田上一般不回收也不重復利用。甲醇在烴類液體中的溶解度約為 3%（按重量百分比計），若在氣流中存有冷凝水將會溶解部分甲醇，從而增加甲醇的用量。另外，甲醇在使用中會有一部分發(fā)生汽化損失掉，也會增加甲醇的用量。 甲醇注入量與氣體的外輸壓力、氣體水合物的形成溫度、液體中甲醇的重量百分比和天然氣中水的含量有關。 乙二醇是最普遍使用的可回收抑制劑，它乙二醇在烴類中的可溶性差，同甲醇相比汽化損失也少。 防凍劑的注入量與要求的冰點降及防凍劑的性質有關，可用哈默施米特公式估算： W = MtK Mt ??? ?? (244) 式中 W—— 防凍劑在液相水中的濃度，重 %； Δ t—— 規(guī)定要求的氣體水合物冰點降低的度數(shù)， ℃ ； M—— 防凍劑的分子量； K—— 常數(shù)。對甲醇 K=1297，乙二醇 K=2220 采用式 414 計算，需要首先知道天然氣中的飽和含水量。防凍劑注入量的計算圖表和例題可參閱本指南的第二篇第二章第四節(jié)中的相關內容。 防凍劑的注入量應將操作損失考慮進去，甲醇的氣相蒸發(fā)量可由 圖 244 查出。甲醇在烴類液體中的溶解量按重量計約 3%。每百 萬標米 3天然氣的甲醇蒸發(fā)量 W′ （公斤）按下式計算： W′ = ? 100?? (245) 式中 ? —— 液相甲醇水溶液中甲醇的重量百分濃度； ? —— 每百萬標準立方米天然氣中甲醇的蒸發(fā)量（ kg）與液相甲醇水溶液中甲醇的重量百分濃度 之比值。 甲醇的氣相蒸發(fā)量 Wg（ kg，換算到甲醇注入系統(tǒng)的甲醇溶液濃度下的用量）按下式計算： Wg = 1C?? Q? 108 (246) 式中 C1 —— 甲醇注入系統(tǒng)的甲醇溶液重量百分濃度； Q—— 天然氣流量， Sm3米 /d。 甘醇類防凍劑氣相蒸發(fā)量較小，約為 4 公斤 /百萬標米 3天然氣，但是應當注意，甘醇防凍劑的操作 損失主要不是氣相蒸發(fā)損失，而是再生損失。甘醇在凝析油中的溶解損失一般為~ 升 /米 3凝析油，多數(shù)情況下約為 公斤 /米 3凝析油，在含硫凝析油中甘醇防凍劑的溶解損失約為不含硫凝析油的三倍。 防凍劑在應用中還應注意核對防凍劑溶液的凝固點，從圖 243 可以看出，重量濃度為60%75%的乙二醇具有最小的冰點，現(xiàn)場實際使用的乙二醇溶液多在此濃度范圍。 貧防凍劑溶液濃度的經驗值：甲醇一般為 100%（重量），乙二醇經常為 60%80%（重量）。 圖 244 水溶液中甲醇 的汽 — 液平衡圖 圖 243 三種甘醇的“凝固點”算圖 4. 注入系統(tǒng)流程設計 防凍劑注入系統(tǒng)主要由化學藥劑罐和計量泵組成，與一般化學藥劑系統(tǒng)相同，可參考本章第一節(jié)第二部分“流程設計”中的相關內容，在此不再贅述。但與普通的化學藥劑系統(tǒng)相比，防凍劑注入系統(tǒng)應注意流程的密閉性，以減少蒸發(fā)損失，尤其是甲醇作為防凍劑時更要注意采取一些相應的安全措施，以免造成人員中毒 。 甲醇具有中等程度的毒性，可通過呼吸道、食道及皮膚侵入人體，甲醇對人的中毒劑量為5 ~ 10ml，致死劑量為 30ml；空氣中甲醇含量若達到 39 ~ 65mg/m3，人在 30 ~ 60 分鐘內即會出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，故使用甲醇防凍劑時應注意采取安全措施。甲醇比較適于處理氣量較小、含水量較低的井場節(jié)流設備或管線。雖然甲醇可用于任何操作溫度，但由于其沸點低（ 1atm下， ℃ ），故用于較低溫度比較合適，溫度較高時其蒸發(fā)損失過大。 乙二醇無毒，較甲醇沸點高（ 1atm， ℃ ），蒸發(fā)損失少，一般都回收重復利用，適用于氣量較大的井站和管線。乙二醇防凍劑粘度較大（ 25℃ ， cp），特別在有凝析油存在 時，操作溫度過低給甘醇溶液與凝析油的分離帶來困難，增加 了在凝析油中的溶解損失和攜帶損失。 5. 乙二醇注入系統(tǒng)需要注意的幾點 1) 由于在低溫或高壓下會增加乙二醇損耗，使一部分乙二醇進入凝析油處理系統(tǒng)產生乳化現(xiàn)象，因此乙二醇混合物在三相分離器內的停留時間應不低于 7 ~ 14min，以減少乙二醇的損耗。為緩解因乳化帶來的不良影響，可采用提高溫度、注入破乳劑（如酮類）或使用較低濃度的乙二醇溶液的辦法。 2) 乙二醇溶液的 PH 值應在 7 ~ 范圍內，若 PH,乙二醇將自動氧化而生成過氧化物、醛及有機酸；若 PH ，堿性太強會使乙二醇起泡和乳 化，并產生懸浮的黑色污泥沉淀 。 3) 對關鍵注入點，如壓差大于 的節(jié)流點、長輸海底管線，都應安裝流量計對乙二醇的注入量進行計量。 4) 要根據(jù)油井生產動態(tài)的變化，如產氣量、含水量的變化，溫度、壓力條件的變化，冬天環(huán)境氣溫的變化等情況，及時調整注入量及注入濃度。 6. 乙二醇再生系統(tǒng)流程設計 天然氣處理過程中常用的防凍劑，除了甲醇一般不進行回收外，乙二醇和二甘醇都設有回收再生系統(tǒng)。再生原理是利用蒸餾法，與三甘醇的回收再生系統(tǒng)基本類似，作為防凍劑的乙二醇（或二甘醇）再生后的溶液濃度一般不超過 90%（重量），因此溶液可以在較低溫度下再生，也不需要汽提。 乙二醇溶液的再生系統(tǒng)一般設置在海底天然氣管線出口處的海上集輸平臺或陸上終端，不管是設在海上集輸平臺還是在陸上終端，其再生工藝流程沒有根本的區(qū)別。乙二醇溶液的再生系統(tǒng)主要由再生塔和重沸器組成，再生塔常安裝在重沸器之上 。 乙二醇再生系統(tǒng)的計算圖表和例題可參閱本指南的第二篇第二章第四節(jié)中的相關內容。 第三節(jié) 開式排放和閉式排放系統(tǒng) 排放系統(tǒng)是保障海上油氣平臺安全生產必不可缺的系統(tǒng)之一，該系統(tǒng)主要是收集和處理來自生產設備正常和非 正常狀態(tài)下排放的流體，也收集和處理甲板面上的雨水和含油污水。海上平臺