進(jìn)口天然氣三甘醇脫水裝置檢修及問題處理

馬志榮，祁明業(yè)，王海瑞，劉雙全，傅俊義

（1.克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)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(jìn)口的三甘醇脫水裝置。該裝置投產(chǎn)于2010年，運行以來裝置跑冒滴漏現(xiàn)象嚴(yán)重，脫水效果差，外輸天然氣水露點達(dá)不到設(shè)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(jīng)退出新疆油田市場，外協(xié)市場內(nèi)該裝置檢修呈現(xiàn)空白狀態(tài)。

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(jìn)入，在塔內(nèi)與從塔上部流下的三甘醇貧液進(jìn)行交換，將在塔內(nèi)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(jīng)過三甘醇儲罐中的預(yù)熱盤管后，通過閃蒸罐閃蒸、過濾器過濾后進(jìn)入重沸器上部的蒸餾塔頂部[1]。

重沸器中產(chǎn)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(huán)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(jīng)過干氣-貧醇換熱器進(jìn)入吸收塔頂開始新一輪循環(huán)[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(chǎn)以來，一直保持生產(chǎn)運行狀態(tài)，未進(jìn)行過檢修工作，存在三甘醇損耗增大、三甘醇變質(zhì)、系統(tǒng)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(dāng)中，水露點一直檢測不合格（表1）。

表1 天然氣水露點統(tǒng)計

2.2 裝置泄漏點較多

三甘醇脫水裝置存在嚴(yán)重的跑冒滴漏現(xiàn)象，受甘醇溶液、水蒸氣、風(fēng)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(yán)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(nèi)部盤管表面結(jié)垢和污染嚴(yán)重，達(dá)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(chǎn)區(qū)域內(nèi)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(xiàn)場測試甘醇泵工作壓力只有0.8 MPa，遠(yuǎn)達(dá)不到裝置循環(huán)運行1.2 MPa的規(guī)定值，導(dǎo)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(fā)黑變質(zhì)

裝置運行以來，只是按照廠家技術(shù)指導(dǎo)對裝置所需的甘醇采取補(bǔ)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(fā)黑，吸水能力降低。

圖4 甘醇泵

3 現(xiàn)場檢修

3.1 停運裝置

切換流程至旁通流程，將天然氣導(dǎo)出脫水裝置，并在吸附塔進(jìn)、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(shè)備與連接管線組成一個密閉的循環(huán)空間，三甘醇在甘醇泵的壓力驅(qū)動下進(jìn)行著交換、吸附、加熱、提純、再生等循環(huán)過程，對設(shè)備進(jìn)行熱蒸、清洗，能夠有效去除設(shè)備內(nèi)壁中的積碳、結(jié)垢以及附著物，減少甘醇污染，提高甘醇純度，加強(qiáng)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(guān)鍵設(shè)備之一，主要分3部分：下部預(yù)分離段，中部吸收段，上部氣液捕集段。吸附塔內(nèi)共有9層塔盤，并設(shè)有分隔板，清洗過程需要對每層塔盤進(jìn)行蒸汽高溫?zé)嵴簟⑶逑?。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(yīng)全部排入罐車防止污染環(huán)境。

3.2.2 過濾器清洗

三甘醇脫水裝置設(shè)置有固體顆粒過濾器及活性碳過濾器，主要是過濾系統(tǒng)內(nèi)三甘醇溶液中的非烴類雜質(zhì)。

清洗過程中，應(yīng)檢查顆粒過濾器內(nèi)濾芯是否完好，是否變質(zhì)。對固體顆粒過濾器和活性炭過濾器內(nèi)壁進(jìn)行高溫蒸汽熱蒸和清洗，清除過濾器內(nèi)雜質(zhì)及結(jié)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(shè)備進(jìn)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(yè)，其他設(shè)備可在裝置撬上進(jìn)行作業(yè)，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(zhì)即可判定為清洗完畢。

3.2.4 其他設(shè)備熱蒸與清洗

其他設(shè)備包括燃?xì)饩彌_罐、換熱緩沖罐、富液罐、貧液罐、換熱器、閃蒸罐、甘醇循環(huán)管路等。熱蒸清洗過程中需要對所有部件逐一進(jìn)行熱蒸清洗處理，確保清洗作業(yè)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(huán)管路連接部位、管線所有閥門進(jìn)行連接緊固和維修保養(yǎng)，試壓顯示管線連接部位泄漏現(xiàn)象全部消除，脫水橇上所有閥門開關(guān)靈活，密封合格，無泄漏。

檢修程序：吹掃儀表風(fēng)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(jìn)行大修；對進(jìn)、排氣凡爾進(jìn)行精研，增強(qiáng)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(diào)節(jié)閥進(jìn)行檢修；對所有三甘醇管線進(jìn)行連接和吹掃，添加三甘醇溶液，為投產(chǎn)做準(zhǔn)備。

3.4 投產(chǎn)

將三甘醇脫水流程切換成小循環(huán)模式運轉(zhuǎn)，加熱提純?nèi)蚀?，拆除吸附塔進(jìn)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(huán)流程，導(dǎo)入吸附塔對天然氣進(jìn)行脫水。

4 結(jié)束語

經(jīng)過對該增壓站三甘醇脫水裝置檢修，系統(tǒng)導(dǎo)入運行后脫水裝置各項指標(biāo)恢復(fù)正常，裝置運行中存在的問題全部消項。

在進(jìn)行維檢修過程中，為了控制成本，大量采用國產(chǎn)配件及測繪加工的方式解決故障配件問題，不僅從技術(shù)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(jìn)口配件的不合理支出。保證了售后服務(wù)要求，走出了具有新疆油田自己特色的設(shè)備設(shè)施自主化維修道路，為企業(yè)直接節(jié)約維修成本支出70余萬元。