陳小飛 ，華忠志 ，張 歧 ，王 輝

（1.西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院，陜西西安 710065;2.中國石油長慶油田公司第一采氣廠，寧夏銀川 750006;3.中國石油長慶油田公司第四采油廠，寧夏銀川 750006）

為了減輕濕天然氣在集輸過程中對集輸管線產(chǎn)生的腐蝕及對管線輸送效率的影響，同時保證后續(xù)凈化廠裝置的平穩(wěn)運行，一般會在集氣站增設(shè)脫水裝置，使其成為干氣再去凈化廠作進一步處理。長慶靖邊氣田采用在集氣站安裝小型撬裝三甘醇脫水裝置（簡稱脫水撬）脫水。脫水撬在正常運行、年度檢維修及日常改造過程中必然會消耗一定量的三甘醇[1]。實踐發(fā)現(xiàn)，脫水撬在正常運行時消耗的三甘醇量符合石油行業(yè)標準要求[2]，而在檢維修和改造前的停產(chǎn)退液時消耗的三甘醇量較大，這不但增加了企業(yè)生產(chǎn)成本，還增加了甘醇拉運過程中的交通風(fēng)險。

1 脫水撬三甘醇流程簡介

在脫水撬各路子工藝流程中，與三甘醇有關(guān)的一般有三路，分別是脫水流程、再生流程和啟動旁通流程示意圖（見圖1）[3]。

再生流程：吸收了天然氣中水分的三甘醇富液從吸收塔底部積液箱流出，經(jīng)三甘醇泵打出、過精餾柱初次換熱后進入閃蒸系統(tǒng)閃蒸出烴類氣體，在緩沖系統(tǒng)中二次換熱后進入過濾系統(tǒng)過濾掉機雜和油份，然后進入再生系統(tǒng)，其中水汽從精餾柱排出，再生后的三甘醇貧液流入緩沖系統(tǒng)后再次通過三甘醇泵打入吸收塔頂部[4]。

啟動旁通流程：三甘醇貧液出泵后不進吸收塔，直接到達過濾系統(tǒng)。該流程的主要作用是：（1）脫水撬投運時，三甘醇先走該流程，待脫水撬溫度、液位等相關(guān)參數(shù)運行正常后，再進吸收塔走正常脫水流程；（2）脫水撬吸收塔出現(xiàn)故障時，三甘醇走該流程，確保脫水撬其余各系統(tǒng)（尤其是冬季）運行正常。

2 三甘醇消耗原因分析

為了了解脫水撬的三甘醇消耗情況，對9座在用脫水撬近三年的三甘醇消耗情況作了統(tǒng)計，具體情況（見表1）。

從表1可以看出：（1）9座在用脫水撬全年三甘醇消耗主要來自日常運行時的消耗和停產(chǎn)時的損耗，其所占年度消耗總量的比例分別為49.8%和50.2%；（2）脫水撬停產(chǎn)時的三甘醇損耗量占到9座脫水撬總?cè)莘e（19.34 m3）的54.5%，即脫水撬每停產(chǎn)一次，其內(nèi)三甘醇就會損耗一半。通過對脫水撬自身工藝流程、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場人員的操作方法、技能水平等方面進行詳細調(diào)研和分析，找到了導(dǎo)致脫水撬停產(chǎn)過程中三甘醇損耗量大的原因。

表1 9座在用脫水撬近三年三甘醇消耗情況 單位：m3

2.1 吸收塔塔盤上淚孔作用不明顯

由于工藝要求，脫水撬每層塔盤上均設(shè)有溢流堰板和淚孔[5]。正常運行時，塔盤上三甘醇超過溢流堰板時會通過降液管流入下層塔盤；停產(chǎn)檢修時，可利用淚孔將留存在塔盤上積液排空。由于9座在用脫水撬的服役運行時間均超過10年且從未人為解剖過內(nèi)部結(jié)構(gòu)，加之撬裝脫水裝置均體積較小外觀緊湊，很少設(shè)有檢修其內(nèi)部結(jié)構(gòu)用人孔，因此塔盤上溢流堰板及淚孔的位置、大小只停留在原始圖紙上，其運行情況均無法觀察和檢測，只能通過整個脫水撬整體運行情況進行判斷。脫水撬外輸露點合格說明溢流堰板設(shè)計及運行正常；在停產(chǎn)退液過程中，脫水撬吸收塔塔底的積液箱里僅可收集到塔盤上的少部分三甘醇，而在沖洗塔盤時有大量三甘醇隨沖洗檢修水排出流入污水系統(tǒng)，這說明吸收塔塔盤上淚孔的退液作用不明顯。

2.2 個別橇的部分容器無退醇流程

加拿大馬龍尼公司生產(chǎn)的脫水撬（簡稱馬龍尼脫水撬）的再生系統(tǒng)和緩沖系統(tǒng)未設(shè)置退醇流程，其排污管線與脫水撬排污總管直接相連，導(dǎo)致該脫水撬再生系統(tǒng)和緩沖系統(tǒng)內(nèi)的三甘醇在停產(chǎn)時無法進行回收，只能排入下游的污水罐中。

2.3 退醇方法不合理

常規(guī)的脫水撬停產(chǎn)退醇方法是：先將脫水撬上所有系統(tǒng)的壓力泄至零，然后通過再生系統(tǒng)和緩沖系統(tǒng)單獨的排污流程回收其內(nèi)三甘醇，最后將其余系統(tǒng)內(nèi)的三甘醇通過系統(tǒng)排污流程排至污水罐中。這種方法只能回收脫水撬再生系統(tǒng)和緩沖系統(tǒng)內(nèi)的三甘醇，卻無法回收閃蒸系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)及循環(huán)管路內(nèi)三甘醇，而且還會使吸收塔內(nèi)部分流動的三甘醇被泄壓氣流帶走。

上述三個原因中，吸收塔塔盤上淚孔作用不明顯是一個反推結(jié)論，而且在實際生產(chǎn)中具有不可改進特性。因此，導(dǎo)致脫水撬停產(chǎn)退醇時三甘醇損耗量較大且現(xiàn)場可改進的原因只有2個，即個別橇的部分容器無退醇流程和常規(guī)的退醇方法不合理。

3 制定措施

3.1 改造馬龍尼脫水撬排污流程

針對馬龍尼脫水撬再生系統(tǒng)與緩沖系統(tǒng)內(nèi)三甘醇無法回收的現(xiàn)狀，通過可行性論證并結(jié)合現(xiàn)場工藝流程，在不影響脫水撬其他系統(tǒng)正常運行情況下對其排污流程進行簡單改造：將再生系統(tǒng)與緩沖系統(tǒng)排污閥門下游至脫水撬排污總管之間管段拆除，并將其與脫水撬排污總管連接處三通改成直管段[6]（見圖2）。

3.2 改進停產(chǎn)退醇方法

3.2.1 利用啟動旁通流程回收吸收塔內(nèi)部分三甘醇首先只將再生系統(tǒng)和緩沖系統(tǒng)泄壓至零并進行三甘醇回收，然后在確保三甘醇泵能正常運行基礎(chǔ)上，導(dǎo)通啟動旁通流程并利用脫水撬下游壓力給吸收塔內(nèi)反補壓力，使管路進塔的三甘醇貧液越過吸收塔直接到達過濾系統(tǒng)，同時也使吸收塔內(nèi)部分三甘醇富液在塔壓下流出并通過泵打入閃蒸系統(tǒng)，當(dāng)甘醇泵出現(xiàn)干打時停泵，表明吸收塔內(nèi)可回收三甘醇已全部進入后續(xù)系統(tǒng)。

3.2.2 通過提高閃蒸壓力回收閃蒸、過濾系統(tǒng)內(nèi)三甘醇 利用閃蒸系統(tǒng)出口管線上的調(diào)節(jié)閥提高其上游壓力即閃蒸壓力，然后打開調(diào)節(jié)閥的旁通流程，使閃蒸系統(tǒng)及過濾系統(tǒng)內(nèi)的全部三甘醇在較高壓力下快速流入下游的容積較大且易于回收的再生系統(tǒng)和緩沖系統(tǒng)。

3.2.3 再生系統(tǒng)和緩沖系統(tǒng)二次退醇 再次打開再生系統(tǒng)和緩沖系統(tǒng)的排污流程，對流入其內(nèi)的三甘醇進行回收二次回收。

4 應(yīng)用效果

2011年，對1座馬龍尼脫水撬排污流程進行了改造，并在9座脫水撬的停產(chǎn)退醇時應(yīng)用了改進后的退醇方法。現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示，2011年9座在用脫水撬停產(chǎn)時退出的三甘醇量比前三年平均值增加了2.4 m3，其損耗率也從55%降至42%。這不但減少了集氣站三甘醇消耗量及其在拉運過程中的交通風(fēng)險，還減少了污水產(chǎn)出量及其后期處理工序，經(jīng)濟、安全效益明顯。

表2 2011年脫水撬停產(chǎn)時三甘醇退出量

5 結(jié)論

（1）優(yōu)化后的脫水撬停產(chǎn)退醇流程不但有效降低了三甘醇損耗量，節(jié)約了企業(yè)生產(chǎn)成本，減少了物料拉運中的交通風(fēng)險，經(jīng)濟安全效益明顯，而且賦予了脫水撬啟動旁通流程和閃蒸系統(tǒng)排污流程新功能。

（2）在脫水撬停產(chǎn)退醇流程優(yōu)化過程中，現(xiàn)場所采取的2項措施不但沒有影響脫水撬正常運行，而且簡單易行、效果明顯，值得推廣應(yīng)用。

［1］文紹牧，沈萍.天東9井引進天然氣撬裝脫水裝置分析［J］.天然氣工業(yè)，2000，20（4）:91-94.

［2］國家發(fā)展和改革委員會.SY/T 0602-2005甘醇型天然氣脫水裝置規(guī)范［S］.北京:石油工業(yè)出版社，2005.

［3］胡興民.脫水撬火管腐蝕穿孔原因分析及預(yù)防 ［J］.天然氣工業(yè)，2002，22（6）:115-116.

［4］蔣洪，楊昌平，吳敏，等.天然氣三甘醇脫水裝置節(jié)能分析［J］.石油與天然氣化工，2010，39（2）:122-127.

［5］中國石油化工總公司.SH3088-1998石油化工塔盤設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國石化出版社，1998.

［6］李明國，徐立，張艷玲，等.天然氣脫水生產(chǎn)中的三甘醇使用情況［J］.鉆采工藝，2005，28（3）:107-108.