三甘醇脫水再生廢氣回收利用的安全風險控制

陳奕波，蔣璐，董琴，周曉曼，李宇維(.中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司，四川 成都 60000；.四川華油集團有限公司，四川 成都 60000；.西南油氣田分公司輸氣管理處，四川 成都 60000)

0 引言

水分對于天然氣而言有著極大的影響，當含水時會造成燃燒不充分等情況，而天然氣中的一些游離水，與本身所夾帶的化學物質(zhì)相結(jié)合，形成具有腐蝕性的化學。而天然氣水合物在管道中也會造成堵塞，不僅影響天然氣的整體輸氣量，更會增大管線的壓力，甚至會造成管線的安全事故。要除去天然氣中的水分，可以采用天然氣穿過三甘醇的方式進行脫水。三甘醇脫水裝置主要分為吸收和再生兩部分，是天然氣在進入吸收部分的過濾分離器，除去游離液體和固體雜質(zhì)，隨后進入到吸收塔的底部，由下朝上與貧三甘醇溶液逆向接觸，使得氣體中的水蒸汽被三甘醇溶液所吸收而離開吸收塔頂部的干氣流經(jīng)過氣體已冷卻油再生部分進入吸收塔的三甘醇貧液，經(jīng)過換熱器冷卻后的貧三甘醇溶液再進入到吸收塔頂部。吸收了天然氣中的水蒸汽以后，三甘醇富液從吸收塔底部流入到再生部分。在換熱器中與再生的熱三甘醇貧液換熱到77 ℃以后，進入到閃蒸分離器中，被分離出的三甘醇吸收的氫類氣體經(jīng)上部出口排空。而由閃蒸分離器底部所排出的三甘醇依次經(jīng)過纖維過濾器和活性炭過濾器，可以去除少量固體[1]。

1 三甘醇脫水裝置原流程及改進

1.1 原流程

三甘醇脫水裝置原流程如圖1所示。從三甘醇再生裝置出的三甘醇再生廢氣可以直接排放在大氣中，直接外排方式并不需要對三甘醇進行直接處理，工藝操作簡單，但會對周圍的環(huán)境造成較大影響。能源沒能得到充分的回收利用，也會加劇經(jīng)濟損失。而隨著節(jié)能減排與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，國家開始注重環(huán)境保護與安全生產(chǎn)，出于能源節(jié)約與環(huán)境保護，基于以人為本的角度，三甘醇脫水裝置流程需要得到改進完善[2]。

1.2 改進流程

第一種改進方案是將再生廢氣冷凝后再生氣再脫水，系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)污水經(jīng)過污水汽提塔，從而解決再生廢氣直接排放的問題，在改進工藝流程中，三甘醇的流量可達到1 000 m3/s，其質(zhì)量分數(shù)可達到99.99%，溫度可達到60 ℃。塔頂設(shè)置冷凝器、鼓風機、污水汽提塔和泵等設(shè)備，再生廢氣要通過他丁冷凝器進行一段時間的冷凝在與再生廢氣處于分離器中保持分離的狀態(tài)，并在另一端與從甘醇吸收塔來的甘醇富液逆流接觸后，作為氣提氣回用。污水在經(jīng)過處理之前要經(jīng)過污水氣提塔，通過鼓風機向塔內(nèi)鼓入外輸干氣進行氣提，也能夠達到減少尾氣的目的。這類工藝流程不會增加額外施工設(shè)備，也能夠滿足國家要求標準，且費用較低。再生廢氣用作氣提氣，不僅有利于減少環(huán)境污染，更能夠有效控制三甘醇損失。第二種工藝是采用DRIZO脫水工藝，采用共沸再生三甘醇的方式在注入BTEX溶液后，實現(xiàn)對氣相組分的回收，經(jīng)過回收后的三甘醇貧液質(zhì)量分數(shù)可以達到99.99%。于傳統(tǒng)脫水工藝有著本質(zhì)上的差別，這類工藝會在塔頂上設(shè)置三相分離器，在經(jīng)過三相分離后，可以實現(xiàn)對BTEX的有效回收，從而減少三甘醇的損失，達到降低環(huán)境污染的目的。這種工藝流程較短且工藝更加成熟，操作方便也能有效降低三甘醇的損失，BTEX的氣相組分回收率高達95%以上。

圖1 三甘醇脫水裝置原流程圖

2 三甘醇脫水裝置流程改進后模擬分析

改進后需要采用HYSYS的方式對三甘醇脫水改進工藝進行重新模擬分析。對于方案一而言，經(jīng)過模擬后發(fā)現(xiàn)含有BTEX的冷凝水在經(jīng)過污水氣提塔后的水分子摩爾函數(shù)高達99.99%，BTEX含量可忽略不計，三甘醇脫水改進工藝可以有效降低外輸干氣用量，也可以使得BTEX接近零排放，有效減少三甘醇損失的同時節(jié)約外輸干氣。對于方案二而言，三甘醇在吸收BTEX以后將于共沸劑充分接觸，再生氣冷卻后進入到三相分離器，其中BTEX進入共沸劑后可以循環(huán)使用且不會直接排放到大氣中，再生氣中的BTEX組摩爾分數(shù)為0.626%，減少大氣污染。

3 三甘醇脫水再生廢氣回收利用風險分析

首先是風險防控體系有待完善，我國仍有許多天然氣處理項目中，對于三甘醇脫水再生廢氣會受利用方面的風險防控體系設(shè)置不夠完善，相關(guān)工作人員缺少風險防控的意識，并沒有及時將所存在的風險進行歸類和統(tǒng)計。并對風險的等級進行排序，使得廢氣回收處理中，當出現(xiàn)了一些沒能預料的問題時，往往會對整體施工和生產(chǎn)工藝帶來一定的損失，甚至危害工作人員人身安全。再加上各個部門之間針對風險防范的責任與意識、職責區(qū)分不夠明確，一旦出現(xiàn)問題往往相互推諉，很難追究到責任并快速處理問題。其次是生產(chǎn)自動化水平有待提高，一些工廠對于三甘醇脫水再生廢氣處理方面的施工仍然存在滯后性，自動化水平不高，仍有許多工序需要靠人工來完成，不僅耗時耗力，且潛在的風險不容忽視，也無形中加劇了工作人員的危險。自動化水平較低，也說明了內(nèi)部的科學性不夠理想。最后是生產(chǎn)加工序不夠安全合理。正常來講，脫水裝置方面的安全防范和檢修需要覆蓋所有作業(yè)環(huán)節(jié)，從脫水裝置到其附屬設(shè)施都需要包含在內(nèi)。但仍有許多工廠在進行廢氣回收利用時，缺乏風險控制，生產(chǎn)加工甚至會出現(xiàn)顛倒，沒能更好地規(guī)避風險。

4 三甘醇脫水再生廢氣回收利用防范策略

4.1 完善風險防控體系

完善風險防控體系是三甘醇脫水再生廢氣回收利用的右翼防范策略，完善的風險防范體系是廢氣回收利用中保護環(huán)境，減少污染的重要選擇，因此要采用先進的信息技術(shù)水平實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控。風險監(jiān)控實質(zhì)上也是監(jiān)控已知的風險，掌控殘余風險，及時發(fā)現(xiàn)新風險。首先要組織制度監(jiān)控。采用權(quán)責一致的制度，各個小組和部門都要負責相應的事務，細化職責和工作權(quán)限，為風險管理提供制度和組織的保障，還要核查檢查監(jiān)控。在經(jīng)過核查后將發(fā)現(xiàn)的問題及時反饋給項目負責人，第一時間采取行動及時解決。為確保風險審核落實效果，問題解決后也要及時簽字驗收。其次，要展開動態(tài)列表監(jiān)控，動態(tài)里面有監(jiān)控，作為整個三甘醇脫水再生廢氣回收利用過程中十分重要的環(huán)節(jié)，要根據(jù)廢氣回收利用的實際情況，適當?shù)脑鰷p監(jiān)控列表的內(nèi)容，并且每周都要做好風險的追蹤，并標明風險的發(fā)展態(tài)勢和具體的應對效果，最后要定期展開評估監(jiān)控，隨著項目進展的不斷深入，風險所處于內(nèi)部和外部的環(huán)境也發(fā)生著相應的變化，可能會產(chǎn)生全新的風險，因此，已識別出的風險發(fā)生概率及影響也會發(fā)生一定的改變，而相關(guān)負責人需要及時監(jiān)察項目風險，進行動態(tài)管理，定期針對風險情況進行評估，總結(jié)整理評估結(jié)果。

4.2 提高生產(chǎn)自動化水平

提高生產(chǎn)自動化水平是三甘醇脫水再生廢氣回收利用的又一防范策略。通過生產(chǎn)工藝自動化的優(yōu)化方式，可以有效避免各種潛在的風險因素出現(xiàn)，及時檢查設(shè)備的同時，了解設(shè)備的運行情況和不安全因素，并進行調(diào)整。在三甘醇脫水再生廢氣處理和回收過程中，工作人員需要重點做好設(shè)備的應急能力調(diào)整，采取自動化控制和生產(chǎn)技術(shù)，減少控制的安全風險，還要著重進行監(jiān)控單元的嚴格篩查，通過盡量控制的方式進行合理的溫度調(diào)節(jié)，并控制變換器的溫度。與此同時，要格外注重對于三甘醇脫水裝置方面的檢修，確保裝置的正常運行。

5 結(jié)語

針對天然氣處理工藝中的三甘醇脫水，再生廢氣的回收利用需要得到進一步的改善。遵循節(jié)能減排與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的同時，也需要注意安全風險的控制。在生產(chǎn)中要完善風險防控體系，提高生產(chǎn)自動化水平，并保證生產(chǎn)加工的安全合理，注重節(jié)約資源的同時，提高經(jīng)濟效益，使得三甘醇脫水再生廢棄回收利用可以更加安全高效，符合新時期天然氣加工運輸?shù)母哔|(zhì)量要求。