【文章內(nèi)容簡介】 工程設(shè)計報告 12 （ 7）閃蒸罐 預(yù)熱后的富甘醇將被閃蒸以去除溶解于 TEG 溶液中烴類氣體、 CO2 和水。由于閃蒸氣中含有游離的水和 CO2腐蝕就會發(fā)生，因此，推薦使用碳鋼內(nèi)襯 316L 不銹鋼。 （ 8）過濾器 固體過濾器和活性炭過濾器中的溫度比較高、 CO2 的摩爾分?jǐn)?shù)較大及高含水量，腐蝕較嚴(yán)重。推薦使用碳鋼加不銹鋼 316L 襯里或者全部 316L。 （ 9）貧 /富甘醇換熱器 在設(shè)計壽命年限較長時，為降低維護(hù)頻率，推薦使用不銹鋼 316L，如果建造施工允許的情況下，貧液端可以采用碳鋼材質(zhì)。 （ 10）緩沖罐 在該容器中不含有任何濕的腐蝕性介質(zhì)，甘醇緩沖罐內(nèi)為貧甘醇，因此可以認(rèn)為是無腐蝕性的。因此，推薦使用碳鋼材質(zhì)加 3mm 腐蝕裕量。但考慮到建造調(diào)試階段存在著大氣腐蝕，因此在投產(chǎn)前應(yīng)采取有效的措施來保證內(nèi)壁不受腐蝕，如添加干燥劑或刷涂防銹油等。 （ 11）輸送管線 輸送富甘醇的管線，由于其降解產(chǎn)物如有機(jī)酸，會降低甘醇 PH 值，產(chǎn)生較強(qiáng)腐蝕環(huán)境，但對于從吸收塔到富液精餾柱換熱盤管的富甘醇管線，其溫度相對較低，還沒達(dá)到降解溫度，所以其 PH值在安全的范圍 這與實際檢測結(jié)果相吻合，腐蝕性不強(qiáng)，推薦使用碳鋼材質(zhì)加 3mm 腐蝕裕量；輸送干氣和貧甘醇的管線使用碳鋼加 腐蝕裕量即可。 相關(guān)設(shè)備能耗指標(biāo) 西南石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 工程設(shè)計報告 13 水消耗 表 12 脫水裝置水消耗量表 使用地點 給水 t/h 備注 循環(huán)水 新鮮水 P1201(Ⅱ )/A、 B 1 連續(xù) 電消耗 表 13 脫水裝置電消耗量表 使用地點 電壓 設(shè)備臺數(shù) 電機(jī)容量 KW 年工作時間 h 年用電量 備注 操作 備用 操作 備用 8000 P1201/AB 380 1 1 連續(xù) 注：未計裝置照明用電及儀表用電 蒸汽消耗 表 14脫水裝置蒸汽消耗量表 使用地點 飽和蒸汽 用量t/h 產(chǎn)凝結(jié)水量 t/h 備注 蒸汽壓力 凝 結(jié) 水 壓 力 設(shè)備及管線伴熱、加熱 連續(xù) 合計 西南石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 工程設(shè)計報告 14 濕凈化天然氣（或合成氣或飽和氣）進(jìn)入脫水裝置后，進(jìn)行脫水，脫水后進(jìn)入脫水吸收塔的底部，與塔頂進(jìn)入的三甘醇貧液在脫水吸收塔的逆流接觸，這樣天然氣中的部分飽和水就被三甘醇吸收而脫除。脫水后的天然氣從吸收塔的頂部出來，經(jīng)貧液干氣換熱器換熱調(diào)壓后出裝置。三甘醇則從吸收塔底部出來，進(jìn)調(diào)壓設(shè)備調(diào)壓以后進(jìn)入三甘醇貧 富液換熱器中換熱，經(jīng)過換熱后進(jìn)入三甘醇再生塔，在再生系統(tǒng)中，三甘醇被提濃，再生后的三甘醇貧液經(jīng)三甘醇貧富液換熱降溫進(jìn)入循環(huán)泵中調(diào)壓，之前由于消耗了部分三甘醇，這里我們又對三甘醇進(jìn)行了補給，調(diào)壓后的三甘醇進(jìn)入干氣貧液換熱器重新進(jìn)入脫水吸收塔的頂部。這樣這個流程就完成了三甘醇的吸收，再生和循環(huán)的過程。其中三甘醇再生塔頂排出的氣體水蒸氣和少量烴類氣體。 甘醇法脫水與固體吸附法脫水時目前采用的兩種天然氣脫水方法。對于甘醇脫水來講，由于三甘醇水露點降大、成本低和運行可靠，在各種甘醇化合物中其經(jīng)濟(jì)效益最好，因而在國內(nèi) 外廣為采用。 三甘醇脫水的優(yōu)點 ： 1） 投資較低； 2） 壓降較小，甘醇脫水的壓降為 35~70kpa； 3） 為連續(xù)操作，補充甘醇較容易； 4） 甘醇富液再生時，脫除 1kg 水所需熱量較少； 5） 甘醇脫水裝置可將天然氣中水含量降低到 ，如有貧液氣提柱，利用氣提再生，天然氣的水含量至少降到 ； 三甘醇脫水的缺點 ： 1）天然氣的露點要求低于 32 186。C時，需要采用氣提法進(jìn)行再生； 2）甘醇受污染或分解后具有腐蝕性。 節(jié)能 在天然氣脫水生產(chǎn)過程中采取有效措施保護(hù)好三甘醇，可以保證脫 水裝置的長期西南石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 工程設(shè)計報告 15 穩(wěn)定運行，降低裝置故障機(jī)率，節(jié)約天然氣脫水的操作成本，通過現(xiàn)場的生產(chǎn)情況提出了一些保護(hù)三甘醇的有效措施，有利于延長三甘醇的使用壽命，降低天然氣脫水操作成本。 三甘醇脫水屬于溶劑吸收法脫水。這種脫水系統(tǒng)包括分離器、吸收塔和三甘醇再生系統(tǒng)。存在的主要問題是： ○1 系統(tǒng)比較復(fù)雜； ○2 三甘醇溶液再生過程的能耗比較大； ○3 三甘醇溶液會損失和被污染，因此需要補充和凈化； ○4 三甘醇與空氣接觸會發(fā)生氧化反應(yīng)，生成有腐蝕性的有機(jī)酸。 所以，三甘醇脫水的投資和運行成本比較高。目前國內(nèi)的橇裝三甘醇脫水系統(tǒng)多從國外引進(jìn)。雖然性能比較好，但是也存在很多問題。如一次性投資比較大；各種零配件和消耗品不易購買，而且價格昂貴； 計量標(biāo)準(zhǔn)與我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)不同；測量系統(tǒng)不適合我國的天然氣性質(zhì)等。 ①天然氣的攜帶損失 盡管三甘醇的蒸汽壓很低，但出塔的天然氣仍要帶走一定量的甘醇，特別是在吸收塔背壓波動范圍大、氣流速度過快或氣量不穩(wěn)定的情況下，甘醇的攜帶 損失更大。因此要保證吸收塔壓力在設(shè)定值很小的范圍內(nèi)波動，在加減氣量時要緩沖慢操作，升壓速度不能過快，另外吸收應(yīng)在設(shè)計處理范圍內(nèi)工作。 ② 鹽污染、高溫降解損失 天然氣中攜帶的鹽類會直接污染甘醇，而且在重沸器中，當(dāng)溫度升高，鹽在甘醇中的溶解下降。當(dāng)甘醇中鹽類含量達(dá)到 200～ 300mg/L 時就開始在火管上沉積，達(dá)到600～ 700mg/l 時，鹽的沉積速度加快，在火管上逐漸形成鹽垢不但會加速設(shè)備的腐蝕而且會引起局部的溫度升高導(dǎo)致甘醇降解，通過精餾柱出來的蒸汽有燒焦氣味或甘醇的顏色變深很快可以判斷火管上有鹽垢產(chǎn)生。增強(qiáng) 天然氣進(jìn)吸收之前過濾分離器的過濾分離效果，對分離器除塵設(shè)備及時排污、清洗，及時更換失效濾芯；甘醇機(jī)械過濾器、活性碳過濾器的壓差接近 100KPa 時立即對濾芯進(jìn)行清洗或更換；控制好重沸器的溫度，將甘醇的再生溫度控制在 200186。C 以內(nèi)，波動范圍在177。 3186。C內(nèi)。遇到臨時停車隊甘醇循環(huán)系統(tǒng)清洗，保持甘醇循環(huán)系統(tǒng)及重沸器火管的干凈。 西南石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 工程設(shè)計報告 16 ③ 甘醇的氧化分解 甘醇的 pH 值下降常伴有固體顆粒和焦質(zhì)烴類的沉積，形成一種黑色粘稠的具有腐蝕作用的膠質(zhì)物質(zhì)，降低甘醇品質(zhì)?；厥?、加注過程中減少甘醇與空氣的接觸，防止氧氣進(jìn)入甘醇系統(tǒng)。停車后甘醇 全部回收進(jìn)干凈的容器用天然氣或氮氣覆蓋保護(hù)；經(jīng)常檢查泵盤根的密封性，防止氧氣隨泵柱塞進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。維持 PH 值在 700~715之間， pH 值過低時加三乙醇胺調(diào)節(jié)。 ④ 甘醇發(fā)泡 甘醇發(fā)泡會使甘醇和天然氣接觸不充分，降低脫水效果，當(dāng)吸收塔盤上形成穩(wěn)定的泡沫后，干氣就會從吸收塔塔頂帶走一定的甘醇；閃蒸罐內(nèi)形成大量的泡沫后，甘醇會通過閃蒸管線進(jìn)入到灼燒爐燃燒掉。引起甘醇發(fā)泡的物質(zhì)有液態(tài)烴、氣田緩蝕劑、化排擠、鹽類、細(xì)粒分散固體。另外在調(diào)節(jié)甘醇 PH 值時加入的三乙醇胺過快或量過大也會引起甘醇的發(fā)泡。 采取的改進(jìn)措施 ① 改進(jìn)設(shè)備 改進(jìn)天然氣進(jìn)脫水裝置前過濾 分離設(shè)備，提高其濾芯的過濾級別和捕霧網(wǎng)的搜集能力。吸收塔前端使用的過濾 分離器能夠有效的除去天然氣中鹽類物質(zhì)、烴類物質(zhì)，目前過濾 分離器使用的濾芯（ 5181。m 級）為經(jīng)過特殊處理不被水分濕潤的纖維，從講治站過濾分離器的檢測結(jié)果來看，除塵效果一般。需要注意的是裝芯時要保證濾芯兩端的絕對密封，不能形成短路，在生產(chǎn)過程中要加強(qiáng)排污，而且生產(chǎn)過程中要監(jiān)控過濾和分離段兩端的壓差，壓差超過允許值或變化很快時要對其除塵效果進(jìn)行檢測，濾芯失效后要及時清洗或更換。 ② 提高甘 醇過濾系統(tǒng)的過濾效果 從巴營站 20xx 年的檢修中看出活性碳的過濾效果不好，重沸器、緩沖罐內(nèi)沉積著較多的油泥物質(zhì)及碳黑等焦質(zhì)物質(zhì)，由于活性碳濾芯從出廠到使用經(jīng)過多次搬運、中轉(zhuǎn)，活性碳由于劇烈振動引起碳粒破碎、填充不好從而影響過濾效果或細(xì)粒碳粉被帶入甘醇反而污染甘醇。因此要用更好的活性碳濾芯有效地過濾腐蝕產(chǎn)物、甘醇降解產(chǎn)物及烴類物質(zhì)。 ③改變富液的換熱次序 改變出塔富液的換熱次序，保證重沸器蒸出的水蒸汽有效的排入灼燒爐及進(jìn)入閃蒸罐的富液有適合的工作溫度。國家裝置及引進(jìn) PROPK 裝置的甘醇富液從吸收塔出來直接進(jìn)入 精餾塔頂部盤管換熱，由于富液溫度較低且重沸器蒸發(fā)出來的水汽為常壓，西南石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 工程設(shè)計報告 17 溫度稍高于 100186。C，因此換熱后水蒸氣溫度降低，部分冷凝后落入重沸器加重其工作負(fù)荷，尤其在冬季，而且富液得到的升溫幅度也很小，使得后端的閃蒸效果不理想，因此除富液可先進(jìn)入閃蒸罐進(jìn)行第一次換熱，進(jìn)過閃蒸、過濾后進(jìn)入精餾塔頂部換熱，最后再進(jìn)入緩沖罐進(jìn)行最后一次換熱，可有效解決換熱不足的問題。 ④重沸器、緩沖罐底部加開取樣排污口，并加控制閥 檢修中看到重沸器的底部均有一層濃稠、顏色很深的物質(zhì)，這些污物在生產(chǎn)中試無法排出的，而且沉積物主要是變質(zhì)甘醇、 為被過濾掉的雜質(zhì)及高溫下甘醇攜帶成分通甘醇反應(yīng)的產(chǎn)物等極易對新加甘醇產(chǎn)生污染的贓物，在重沸器底部開口加一閥門，可以在生產(chǎn)過程中對沉積物進(jìn)行取樣分析，以便取相應(yīng)的應(yīng)對措施，而且在遇到臨時停車時，可通過該口排除沉積污物；在清洗過程中還可通過此處排除的水檢查清洗的效果。 ⑤整改甘醇冷卻系統(tǒng)，降低甘醇的如泵，入塔的溫度 如果甘醇進(jìn)泵溫度太高，則甘醇的入塔溫度無法保證，因此不能有效散熱裝置全部改為水冷式散熱裝置（目前大部分脫水裝置的散熱系統(tǒng)已改成水冷式），既有助于調(diào)節(jié)甘醇的入塔溫度，又能對泵起到保護(hù)作用。貧甘醇的入塔 溫度對天然氣的露點降有很大的影響，應(yīng)保持最佳溫度以達(dá)到最佳脫水效果，但應(yīng)高于天然氣入口溫度 5186。C，以防烴類在塔內(nèi)冷凝引起甘醇發(fā)泡，貧甘醇溫度太高造成甘醇損失增大和脫水不深。在夏季由于天然氣入塔溫度較高，甘醇的脫水負(fù)荷較重，更應(yīng)控制好甘醇入塔溫度。 ⑥定期對循環(huán)系統(tǒng)各部位甘醇進(jìn)行取樣全面調(diào)查 造成三甘醇污染的主要物質(zhì)為凝析油類 ,鹽類部分分解產(chǎn)物及其它固體雜質(zhì) ,且這些雜質(zhì)沸點都高于三甘醇 .因此 ,可根據(jù)污染三甘醇溶液各成分的沸點不同 ,采用蒸餾的方法將各組分分離 .同 時由于三甘醇的沸點比其理論分解溫度高 ,如果采用直接蒸餾的方法 ,會使三甘醇在沸點之前就全部分解。 可采用減壓蒸餾的方法，降低三甘醇的沸點，在低于三甘醇的分解溫度時將其蒸餾。通過大量室內(nèi)試驗得出采用減壓蒸餾的方法，能夠?qū)⑷蚀家和耆厥?，有效地西南石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 工程設(shè)計報告 18 解決三甘醇的沸點比其理論分解溫度高的矛盾；且回收三甘醇所得產(chǎn)品與新鮮工業(yè)三甘醇指標(biāo)基本相近。 確定的廢三甘醇溶液有效回收利用條件為：真空壓力： 360mmhg（ 0 048mpa）；廢品產(chǎn)出溫度范圍： 60~180186。C；三甘醇成品產(chǎn)出溫度范圍： 185～ 200186。C。對不同時期現(xiàn)場回收的三甘醇進(jìn)行質(zhì)量抽檢，結(jié)果得出：回收三甘醇的質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)完全符合工業(yè)三甘醇的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，而且在用于北 2站脫水橇滿負(fù)荷的工作條件下進(jìn)行天然氣脫水效果評價時，露點合格。 1）氣田開發(fā)擬采取的措施為： a) 鉆井脫水和氣田采出水全部采用回地層的方式處理，不排外； b) 測試、防噴的天然氣經(jīng)點燃后排放，將 H2S 轉(zhuǎn)化成 SO2，降低了毒害性； c) 鉆井廢雜采用固化后無害化填埋； d) 盡量選用低噪聲設(shè)備，采用相應(yīng)的隔聲、減噪和減振措施。 2）凈化廠擬采用的措施為： a) 采用 SCOT 尾氣處理裝置，尾氣焚燒排放的尾氣 由 120m 高煙囪排放； b) 污水采用 SBR 處理后進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放； c) 廢催化劑送油處理資質(zhì)的單位處理或送催化劑生產(chǎn)廠家回收利用； d) 盡量選用低噪聲設(shè)備，采用相應(yīng)的隔聲、減噪和減振措施。 3）集輸工擬采用的措施為： a) 施工期生態(tài)補償和跡地恢復(fù)措施； b) 項目營運過程中清管作業(yè)、場站檢修或事故性放空時，放空的天然氣通過放空火炬燃燒后排放，為了保證及時點火燃燒，放空火炬配備了靈敏的自動點火裝置； c) 廢水為站值班人員生活污水，生活污水清污分流，糞便采用旱廁收集后用作農(nóng)業(yè)灌溉，洗滌污水用于站內(nèi)綠化灌溉； d) 輸氣管道采用埋地敷設(shè)，在正常生產(chǎn) 過程中不會有噪聲污染；盡量選用低噪聲設(shè)備，采用相應(yīng)的隔聲、減噪和減振措施。 e) 固體廢棄物主要為清管作業(yè)的廢渣，檢修時的廢渣，值班人員的