摘 要：大牛地氣田氣井產(chǎn)出的含甲醇污水“四高一低”的特點(diǎn)造成甲醇回收系統(tǒng)設(shè)備結(jié)垢，尤其是給料泵（屏蔽電泵）結(jié)垢嚴(yán)重。造成裝置進(jìn)料量降低、工藝管線堵塞、機(jī)泵發(fā)熱燒毀等事故，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)運(yùn)行。本文理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)二號(hào)集氣站內(nèi)甲醇回收系統(tǒng)緩蝕阻垢工藝進(jìn)行了優(yōu)化改造，收到了良好的效果。

關(guān)鍵詞：甲醇回收 緩蝕阻垢 工藝改造

中圖分類號(hào)：X741 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）01（c）-0079-01

中石化華北分公司大牛地氣田向氣井注入的水合物抑制劑是甲醇。注入的甲醇一部分蒸發(fā)到氣相中，另一部分則溶于水相成為含醇污水。由于在很多氣井井口注醇，甲醇用量很大。為了環(huán)境保護(hù)，必須從含醇污水中回收甲醇。從多井集氣站計(jì)量和生產(chǎn)分離器收集到的含醇污水流入站內(nèi)的污水罐后，通過罐車?yán)\(yùn)到凈化廠第二處理站的甲醇回收裝置集中回收。甲醇回收采用單塔精餾工藝。從甲醇精餾塔塔頂回收的甲醇產(chǎn)品進(jìn)入產(chǎn)品儲(chǔ)罐后，又通過罐車?yán)\(yùn)到氣田各集氣站內(nèi)循環(huán)使用。塔底達(dá)標(biāo)廢水經(jīng)加藥處理、過濾后統(tǒng)一回注地層。采用這種甲醇回收工藝流程，對(duì)含醇污水中的甲醇濃度要求低，甲醇回收率大于99%"，回收的甲醇產(chǎn)品濃度大于90%。通過研究分析，可以將氣田甲醇污水看作甲醇-水兩相系統(tǒng)，采用精餾工藝使甲醇再生。

1 結(jié)垢形成原因

（1）含醇污水的特點(diǎn)[1]。大牛地氣田含甲醇污水成分復(fù)雜：高濁度、高礦化度、高腐蝕性、高含鐵量、低pH值“四高一低”的特點(diǎn)，自各集氣站拉運(yùn)來的污水中除含有井口注入的甲醇外，還有凝析油、懸浮物、化學(xué)助劑等多種有機(jī)物等。如果原料水中大量的鈣、鎂離子，碳酸氫根離子，鐵離子進(jìn)入甲醇回收裝置，即使緩蝕阻垢劑選型和加藥量都合適，也只能阻止垢樣結(jié)塊，并不能阻止碳酸鈣、碳酸鎂等晶體的生成，而碳酸鈣、碳酸鎂等晶體的生成則會(huì)堵塞裝置，垢的成分很復(fù)雜，因此影響結(jié)垢的因素很多。

（2）溫度對(duì)結(jié)垢的影響。溫度的影響主要是改變易結(jié)垢鹽類的溶解度。鹽類垢中以碳酸鹽為主。分析結(jié)垢原因?yàn)楫?dāng)溫度升高時(shí)，分解，產(chǎn)生結(jié)垢。

該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向右移動(dòng)，有利于的析出。

（3）壓力對(duì)結(jié)垢的影響。結(jié)垢有氣體參加反應(yīng)，壓力對(duì)之影響相對(duì)較大。壓力降低，式（1）向右進(jìn)行，可以促進(jìn)結(jié)垢。在管道輸送的過程中，壓力一般都是降低的，因此結(jié)垢趨勢(shì)都是一直增大。

（4）流速對(duì)結(jié)垢的影響。在所有各類污垢，污垢增長率隨流體速度增大而減小。這可解釋為，雖然流速增大可以增加污垢沉積率，但與此同時(shí)，流速增大所引起的剝蝕率的增大更為顯著，因而造成總的增長率減小。流速降低時(shí)，介質(zhì)中攜帶的固體顆粒和微生物排泄物沉積幾率增大，管道結(jié)垢的幾率也明顯增大，特別是在結(jié)構(gòu)突變的部位。

流速的突變也可以解釋為壓力的變化，如果流速突然加大，引起局部脫氣，使CO2分壓降低，式（1）平衡向右移動(dòng)，引起CaCO3結(jié)垢。

（5）pH值對(duì)結(jié)垢的影響。研究表明，提高溶液的pH值，碳酸鹽溶解將迅速結(jié)晶，使?jié)u進(jìn)污垢熱阻增大，污垢形成的誘導(dǎo)期縮短，促進(jìn)污垢的生長；但pH值太低，會(huì)加大腐蝕，引起腐蝕垢。介質(zhì)pH值的確定，需要同時(shí)考慮這兩方面的為題，選擇合適的pH值。推薦范圍為6.5～8.0為宜。

2 結(jié)垢的影響

甲醇回收系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)部位容易結(jié)垢：預(yù)處理轉(zhuǎn)水管線、給料泵、精餾塔盤及裝置區(qū)換熱器、重沸器管束。根據(jù)對(duì)來站水質(zhì)的跟蹤和檢測(cè)得知：水質(zhì)預(yù)處理效果的好壞，將直接對(duì)甲醇回收裝置產(chǎn)生影響。大牛地氣田水質(zhì)變化較大，這給加藥處理增加了難度，造成設(shè)備結(jié)垢現(xiàn)象明顯，給料泵（屏蔽電泵）泵內(nèi)結(jié)垢更為嚴(yán)重，長時(shí)間運(yùn)行，裝置進(jìn)料量明顯降低，裝置區(qū)換熱器管束、精餾塔盤結(jié)垢堵塞、管線管徑變小、裝置處理能力下降、能耗增加。結(jié)垢嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)率贡皿w燒毀，完全堵死管線，被迫停車檢修，影響正常的生產(chǎn)運(yùn)行。

3 工藝優(yōu)化改造措施

針對(duì)第二處理站甲醇回收系統(tǒng)結(jié)垢的問題，經(jīng)過大量的現(xiàn)場(chǎng)考察、分析，收集上述問題進(jìn)行討論研究，對(duì)目前的緩蝕阻垢劑加注方法進(jìn)行工藝改造：在現(xiàn)有的給料泵前的進(jìn)口管線上增加緩蝕阻垢劑加藥管線，安裝控制閥門，控制藥劑的攝入量，促使原料水在進(jìn)入給料泵之前就與緩蝕阻垢劑進(jìn)行混合溶解，經(jīng)過給料泵之后進(jìn)入裝置區(qū)，降低給料泵吸附鈣鎂離子含量，大大減緩了原料水對(duì)給料泵的結(jié)垢趨勢(shì)，達(dá)到了阻垢的目的。改造前后流程示意如圖1。

4 效果與結(jié)論

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)裝置運(yùn)行效果分析、觀察和取證證實(shí)：經(jīng)過在給料泵前加注緩蝕阻垢劑工藝優(yōu)化改造后，裝置結(jié)垢問題得到了改善，提高了裝置運(yùn)行效率，收到了良好經(jīng)濟(jì)效益。

（1）進(jìn)料量明顯改善。通過一個(gè)月的緩蝕阻垢劑加注工藝改造，目前的進(jìn)料量由原來的4～5.5 m3/h改善為平均6 m3/h左右，有效的提高甲醇回收裝置的處理能力。（2）給料泵的維護(hù)周期延長。給料泵改造前需每周對(duì)泵內(nèi)進(jìn)行一次的清垢處理，維修次數(shù)頻繁。經(jīng)過這次工藝技術(shù)改造以后，對(duì)給料泵清垢周期延長到兩個(gè)月一次，維修次數(shù)明顯減少，有效降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和維修成本。（3）甲醇回收裝置精濾濾芯壽命延長。精細(xì)過濾器濾芯改造前每周更換一次。采用新工藝加注緩蝕阻垢劑以來，過濾器濾芯兩月更換一次，大大降低了污水處理成本費(fèi)用。（4）精餾塔盤結(jié)垢趨勢(shì)周期增長。從現(xiàn)場(chǎng)來看，工藝改進(jìn)前清塔周期為15 d，最嚴(yán)重時(shí)清塔周期5 d，改造后清塔周期達(dá)到2個(gè)月，清塔周期明顯增長，裝置運(yùn)行效率大大提高。（5）換熱器換熱效果提升。工藝改造后，對(duì)換熱器斧頭進(jìn)行拆卸清洗，發(fā)現(xiàn)換熱器結(jié)垢現(xiàn)象較以前有很大的減少，結(jié)垢周期明顯的增加，同時(shí)，換熱器的換熱效果得到明顯的提升。（6）經(jīng)濟(jì)效益明顯。①優(yōu)化改造前，每年因機(jī)泵結(jié)垢燒毀屏蔽電泵3臺(tái)，每臺(tái)成本2萬元，改造后未發(fā)生機(jī)泵燒毀事故，節(jié)約成本6萬元。②優(yōu)化改造前，每年更換過濾器濾芯成本12萬元，改造后維護(hù)周期延長8倍，每年節(jié)約成本約10萬元。③優(yōu)化改造前，每月平均每月清塔2次，每次勞務(wù)費(fèi)用0.5萬元，改造后平均1.5月清塔1次，全年節(jié)約成本支出8萬元。

僅以上三項(xiàng)每年節(jié)約成本約24萬元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

參考文獻(xiàn)

[1]陸柱.油田水處理技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1990.