三甘醇脫水裝置常見故障分析及處理對策

左騰飛　辛林演　彭希文

摘 要：本文主要論述了三甘醇脫水裝置在運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)的故障及表現(xiàn)形式，分析了故障出現(xiàn)的原因，提出了相應(yīng)的處理對策和預(yù)防措施，對三甘醇脫水裝置的正常生產(chǎn)具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：三甘醇脫水裝置;故障分析;處理對策

井口天然氣充滿了飽和水蒸氣。天然氣被壓縮或冷卻時，水蒸氣會轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)或固態(tài)冰（水合物）。液態(tài)水的存在會加速設(shè)備的腐蝕，降低天然氣輸送效率;固態(tài)冰（水合物）則會堵塞閥門、管件甚至輸氣管線。三甘醇（以下簡稱TEG）脫水具有吸濕性強(qiáng)、溶液易再生、裝置占地面積小、設(shè)備布置緊湊、易于搬遷安裝且運(yùn)行無需借助外力等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛運(yùn)用于長慶氣田，確保天然氣支、干線的平穩(wěn)運(yùn)行。

1 三甘醇脫水裝置工藝原理

TEG是一種無色無臭、具有強(qiáng)吸水性的粘稠液體，其分子式為C6H14O4。TEG具有吸水性強(qiáng)、高溫條件下易再生的特點(diǎn)，是天然氣脫水的重要原料。TEG脫水為物理過程，吸收了天然氣中飽和水的TEG富液進(jìn)入重沸器后，在高溫條件下蒸發(fā)出富液中的水蒸氣，可得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于98%的TEG貧液。

2 運(yùn)行常見故障原因分析

2.1 脫水裝置循環(huán)管路結(jié)晶鹽堵塞

分離器初次分離不徹底，氣田采出水中的無機(jī)鹽起初存在于三甘醇富液的液態(tài)水中，在重沸器加熱過程中，三甘醇中的水（作為溶劑）被蒸發(fā)，無機(jī)鹽（作為溶質(zhì)）逐漸形成固態(tài)結(jié)晶，從三甘醇中析出。長期以此，就會造成脫水裝置循環(huán)系統(tǒng)各部位出現(xiàn)結(jié)晶鹽堵塞故障，并且結(jié)晶鹽會對循環(huán)泵的內(nèi)部構(gòu)件及密封圈產(chǎn)生磨損，影響循環(huán)泵的正常運(yùn)行;部分采用化排生產(chǎn)工藝的單井來氣中混有大量化排擠泡沫，從而影響分離器的分離效果，導(dǎo)致分離不徹底，為下游脫水裝置埋下結(jié)晶鹽堵塞隱患;部分柱塞措施井，在柱塞開啟的瞬間，氣量瞬間大幅度提高，隨著大量采出水被帶入站內(nèi)，導(dǎo)致分離器分離、排液不及時，造成部分采出水隨天然氣進(jìn)入脫水裝置，導(dǎo)致裝置循環(huán)系統(tǒng)結(jié)晶鹽堵塞。

2.2 溶液過量損耗

脫水裝置吸收塔運(yùn)行壓力低，天然氣進(jìn)塔溫度過高。與正常運(yùn)行狀況比較，如果吸收塔運(yùn)行壓力偏低及進(jìn)塔天然氣溫度過高，都會增加TEG溶液的損耗量。因?yàn)樵诘蛪焊邷兀琓EG呈飽和態(tài)平衡在天然氣中的氣態(tài)量將增加;富液精餾柱柱頂回流偏小。富液精餾柱柱頂由于冷卻盤管冷凝作用產(chǎn)生柱頂液體回流，使得一部分被重沸器加熱蒸餾出來的TEG重新回到重沸器中;汽提氣量增加。汽提氣量的增加，一方面可提高TEG貧液的濃度，但同時也將增加TEG的損耗量。因?yàn)橐徊糠諸EG也將在氣化平衡中在汽提氣中帶出;脫水裝置在運(yùn)行一段時間后，部分閥門等設(shè)備的密封出現(xiàn)問題，造成TEG漏失損耗;TEG循環(huán)泵次高于25次/min，TEG富液帶入精餾柱的水份增加，蒸汽量增大，部分TEG隨蒸汽一起排出精餾柱。

2.3 TEG溶液發(fā)泡

進(jìn)入脫水裝置吸收塔之前的天然氣氣液分離器效果不好，加之吸收塔排液不及時，造成大量液態(tài)采出水與TEG混合，使其乳化、發(fā)泡;采用化排排水采氣的單井來氣中，會夾雜部分化排劑殘留物。同時在閃蒸分離過程中，如分離不徹底也會殘留部分液態(tài)烴物質(zhì)，與TEG溶液混合后產(chǎn)生化學(xué)污染，從而發(fā)生變質(zhì);由于燃料氣分離器的分離效果不理想，使得TEG再生系統(tǒng)使用的汽提氣中會攜帶液態(tài)烴和其他雜質(zhì)，這些雜質(zhì)進(jìn)入TEG再生系統(tǒng)后，也會引起TEG發(fā)泡變質(zhì);當(dāng)重沸器溫度過高時，持續(xù)的高溫會使得TEG發(fā)生熱降解，從而產(chǎn)生脫水縮合反應(yīng)，生成乙二醇、二甘醇等有機(jī)雜質(zhì)，混入TEG溶液中，從而導(dǎo)致溶液變質(zhì)。

3 故障處理措施

3.1 TEG循環(huán)管路結(jié)晶鹽堵塞處理措施

解決脫水裝置結(jié)晶鹽堵塞問題的關(guān)鍵在于控制進(jìn)入脫水裝置前天然氣中高礦化度游離水的含量，其主要處理措施如下：定期檢測分離器分離效果，保證分離器液位計運(yùn)行正常，并在采出水較多生產(chǎn)情況下，加大分離器排液頻次，提高分離器分離效果;給脫水裝置加裝二級分離器，在天然氣進(jìn)入吸收塔之前再次對天然氣進(jìn)行氣液分離，最大限度的減少進(jìn)入脫水裝置的游離水量，降低循環(huán)管路結(jié)晶鹽堵塞的可能性;定期對脫水裝置的吸收塔進(jìn)行排液。

3.2 TEG溶液過量損耗處理措施

在脫水裝置運(yùn)行過程中，為減少不必要的TEG損耗，需要時刻監(jiān)測脫水裝置的運(yùn)行情況，其主要處理措施如下：在日常巡檢過程中，應(yīng)注意檢查吸收塔分離段液位，做到定時排液，防止液位過高導(dǎo)致TEG富液含水量超標(biāo)，增大TEG溶液消耗量;嚴(yán)格控制TEG貧液進(jìn)塔溫度，防止溫度過高造成TEG損耗;根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，及時調(diào)整循環(huán)泵泵速，避免因泵速過快導(dǎo)致TEG損耗;定期對脫水裝置進(jìn)行檢修、維護(hù)，確保裝置完好，杜絕因設(shè)備原因造成的TEG“跑、冒、滴、漏”。

3.3 TEG溶液發(fā)泡變質(zhì)

針對TEG發(fā)泡變質(zhì)，其控制的關(guān)鍵在于原料氣的潔凈度，尤其是對硫化氫含量較高及采用排水采氣的單井來氣的處理。其主要處理措施如下：增強(qiáng)分離器分離效果，以減少進(jìn)入脫水裝置的液態(tài)水及化學(xué)泡排劑成分;嚴(yán)格控制重沸器運(yùn)行溫度在204℃以下，避免因超溫導(dǎo)致的TEG降解;定期檢查TEG pH值。

參考文獻(xiàn)：

[1]王遇東.天然氣處理原理與工藝[M].北京：中國石油出版社，2016.