乙二醇循環(huán)系統再生工藝研究

2013年第20期廣東化工第40卷總第262期www.gdchem.com乙二醇循環(huán)系統再生工藝研究王赟1,王勇1,周瑞2(1.西南石油大學(xué),四川成都610017:2.中海石油深海開(kāi)發(fā)有限公司,廣東珠海519050)[摘要]在乙二醇循環(huán)系統中,重點(diǎn)是乙二醇的再生問(wèn)題。乙二醇再生效果的好壞,直接關(guān)系到天然氣處理工藝是否能夠正常運行和產(chǎn)品氣的質(zhì)量。詳細介紹了三種乙二醇再生的方法:傳統再生、預熱一換熱再生、換熱一預熱再生,并說(shuō)明各自工藝的特點(diǎn)、存在的問(wèn)題和應用情況。最后指出了乙二醇再生工藝的發(fā)展趨勢并提出了建議。[關(guān)鍵詞]乙二醇再生:新型再生塔:再生工藝:問(wèn)題[中圖分類(lèi)號]TQ[文獻標識碼]A文章編號]1007-1865(2013)20-0003-02Study on regeneration Process of Ethylene Glycol Circulation SystemWang Yun, Wang Yong, Zhou rui-(1. Southwest Petroleum University, Chengdu 610017: 2.CNOOC deep-water Development Co, Ltd, Zhuhai 519050, China)Abstract: In ethylene glycol circulation system, a key is the problem of glycol regeneration. Effect of ethylene glycol regeneration is good or bad, is directlyrelated to the quality of the natural gas treatment process to the normal operation and product gas Introducing three methods of glycol regeneration: traditionalregeneration, preheating-heat transfer regeneration, heat transfer-preheating regeneration, and explains the characteristics of each process, existing problems andapplication. Finally, it points out the development trend of glycol regeneration process and puts forward some suggestionsKeywords: Ethylene glycol regeneration: New regeneration tower: Regeneration process; Problem天然氣中水的存在是一個(gè)令人困擾的問(wèn)題,水可以與天然氣(2)根據大慶油田天然氣公司的淺冷裝置的運行情況,夏季乙生成固體水合物而堵塞管線(xiàn),還會(huì )增加設備、管線(xiàn)的腐蝕性;冷二醇再生熱量只需20-30kW,運行6t蒸汽爐顯得大馬拉小車(chē)凝水和雜質(zhì)水的局部聚集會(huì )降低管線(xiàn)的輸氣量:水的存在也會(huì )增蒸汽爐負荷率極低,鍋爐效率只有52%。加不必要的動(dòng)力消耗,因此消除水的影響是非常重要的。在天然氣中注入抑制劑能消除水對系統的傷害,常見(jiàn)的熱(3)重沸器所需熱源較小,蒸汽以氣態(tài)形式回到水箱,造成大量蒸汽放空,熱網(wǎng)漏氣損失高達57.7%。學(xué)抑制劑有醇類(lèi)(如乙二醇、甲醇)和電解質(zhì)(如CaCl2)。在原料天13應用情況淺冷裝置是大慶油田天然氣公司主要輕烴回收裝置,其中乙很低的溶液,使天然氣中的水蒸氣含量較少,降低天然氣的露點(diǎn),醇再生系統再生效果是影響裝置運行平穩性和產(chǎn)品產(chǎn)量的主要使氣流在較低溫度下不生成水合物因素。大慶薩、喇、杏油田油氣處理系統早期采用傳統工藝再生大慶油田天然氣分公司、克拉2氣田、塔里木油田牙哈作業(yè)乙二醇,用蒸汽作為乙二醇重沸器的供熱系統,但維修、維護及區、克拉美麗氣田等采用乙二醇作為抑制劑,防止水對管道、設運行成本比較高,能源利用率低,供熱系統的熱效率不到30%。備等成傷的同時(shí):保障大然氣處理環(huán)若安全運行的關(guān)鍵是22預熱換熱再生工藝醇的再生問(wèn)題。乙二醇再生效果的好壞,直接關(guān)系到天然氣處理2.1工藝概況工藝是否能夠正常運行和產(chǎn)品氣的質(zhì)量乙二醇預熱-換熱再生工藝是在乙二醇傳統再生工藝的基礎1傳統再生工藝上,將乙二醇再生塔底蒸汽加熱重沸器并聯(lián)一臺電加熱重沸器乙二醇富液進(jìn)入乙二醇再生塔(塔底蒸汽加熱器并聯(lián)一臺電加熱1.1工藝概況重沸器)塔頂預熱,再進(jìn)入貧富乙二醇換熱器換熱,閃蒸、過(guò)濾后乙二醇循環(huán)再生系統是油氣初加工淺冷裝置運行中必備的輔進(jìn)入乙二醇再生塔再生。乙二醇預熱-換熱再生工藝避免了傳統再助系統,傳統的再生方式,乙二醇再生塔塔底重沸器熱源一般靠生工藝維修、維護及運行成本比較高、鍋爐效率很低、能源浪費過(guò)熱蒸汽提供乙二醇富液進(jìn)入乙二醇再生塔塔頂預熱,再進(jìn)入較大等缺點(diǎn)。其工藝流程圖如圖2貧富乙二醇換熱器,與塔底出來(lái)的貧乙二醇溶液換熱后:進(jìn)入閃蒸罐閃蒸,除去富乙二醇溶液中攜帶的液烴:閃蒸罐出來(lái)的乙二乙二醉液醇溶液過(guò)濾后進(jìn)入再生塔進(jìn)行再生。其工藝流程如圖1。過(guò)熱蒸汽進(jìn)乙二醇富液過(guò)熱蒸代出電加熱去火炬重沸器過(guò)雪進(jìn)富換熱器“閃燕罐去注系線(xiàn)過(guò)汽出乙三醇儲萁富換器閃罐過(guò)說(shuō)器圖2乙二醇預熱-換熱再生工藝流程圖Fig2 Ethylene glycol preheating-heat regeneration process過(guò)濾器22工藝存在的問(wèn)題圖1乙二醇傳統再生工藝流程Fig. I The traditional process of glycol regeneration(1)乙二醇發(fā)泡。其原因是:①乙二醇受到污染時(shí)容易發(fā)泡②在三相分離器中輕烴和乙二醇分離時(shí)由于分離時(shí)間短和操作溫12傳統工藝存在的問(wèn)題度低,造成分離效果不好而發(fā)泡傳統工藝存在以下三個(gè)方面的問(wèn)題(2)乙二醇濃度低。其原因是:①再生塔底溫度低,水不能有(1)當蒸汽管網(wǎng)負荷變化時(shí),造成重沸器加熱溫度波動(dòng),導致效的蒸發(fā)出來(lái),造成濃度偏低;②乙二醇噴注量不夠,造成乙再生系統運行不正常,影響制冷系統的運行。醇再生塔負荷大,影響再生效果,造成濃度低。收稿日期]2013-09-25[作者簡(jiǎn)介」王赟(1988),女,重慶人,在讀碩士研究生,碩士,主要從事油氣儲運集輸及處理工藝工作廣東化工2013年第20期第40卷總第262期新型再生塔塔頂采用立式換熱器進(jìn)行熱交換;選用了造價(jià)較大慶油田油田氣淺冷裝置1966年10月第一套投產(chǎn),裝置運低、防腐效果良好的涂搪管件作為抗腐蝕材質(zhì)。采用新型防腐材行過(guò)程中,在夏季工藝伴熱、采暖等停掉,只有乙二醇再生塔質(zhì)且帶有折流板的管束式換熱器作為熱交換器來(lái)提高換熱效率處用蒸汽,蒸汽熱負荷僅有25%左右,鍋爐效率低,能源浪費大,同時(shí),用計量泵作為其轉液設備,并在塔頂增加2條副線(xiàn)。新型乙二醇再生塔具有以下特點(diǎn)器。喇二壓氣站氨壓縮制冷裝置乙二醇再生系統采用預熱-換熱再(1)采用防腐處理新技術(shù)。新型乙二醇再生塔上與之相連的常生工藝,夏季可以停運鍋爐,節省物料消耗,降低崗位人員的勞溫管道采用聚丙烯襯里,閥門(mén)采用襯四氟乙烯的球閥。對塔內壁再生循環(huán)系統平衡運行,能達到非?？捎^(guān)的效’保證乙二醇和髙溫換熱設備內部的管束內外壁進(jìn)行3次涂搪工藝處理,涂層厚度350-500m。里木油田牙哈作業(yè)區400×104md高壓凝析氣處理裝置是2)采用新工藝。在新式再生塔富液進(jìn)入第一個(gè)換熱器殼程前國內目前規模最大的凝析氣處理裝置,其乙二醇再生方式采用預增加了旁通線(xiàn),經(jīng)過(guò)換熱后的液體再次與塔頂立式換熱器進(jìn)行換熱-換熱再生工藝,減少了乙二醇平均用量,明顯增加了再生塔的熱,該處同樣增加了旁通線(xiàn)。運行周期,減少了系統停運次(3)配套新設備。新型乙二醇再生塔的提升泵、轉液泵上配備3換熱預熱再生工藝了薄膜式柱塞計量泵。3.1工藝概況3.3應用情況乙二醇換熱-預熱再生工藝采用乙二醇富液首先與貧液換熱,新疆油田公司石西油田作業(yè)區莫北轉油站在2009-07安裝投再進(jìn)入新型再生塔塔頂預熱取代預熱-換熱再生工藝中乙二醇首用新式再生塔,截止到2009-12,設備一直正常工作,乙二醇均能先在再生塔塔頂預熱,再進(jìn)入換熱器預熱的方法對醇進(jìn)行再生。新型再生塔的新型防腐材質(zhì)能延長(cháng)再生塔的使用壽命,節省藝防止水合物的生成,其乙二醇再生裝置采用換熱-預熱再生工資金,消除因腐蝕、高溫循環(huán)再生而造成的潛在安全隱患。其工藝,與預熱-換熱再生工藝形成了不同的溫度梯度,從而避免了乙藝流程如圖3。醇發(fā)泡、乙二醇損失量大等問(wèn)題;通過(guò)模擬計算,乙二醇損失量降低為0.04kgh9?？死?氣田中央處理廠(chǎng)采用在低溫分離前注乙二醇防止水合物形成的方法,其再生裝置采用換熱-預熱再生工藝,將乙二醇的去火炬英熱器省耗量從原來(lái)的1000kgd降低到60kg/d設計消耗量為800kgd,較大的提高了經(jīng)濟效益0過(guò)濾暮戊7副34三種乙二醇再生工藝對比二醇循環(huán)再生系統電加熱技術(shù)、新型再生塔的應用,年可獲得很高的直接經(jīng)濟效益,同時(shí)改變換熱、預熱順序亦對再生結液罐導熱果產(chǎn)生較大的影響,三種MEG再生工藝對比如表由表1可知:在能耗、物料效益、乙二醇消耗量三方面,換導熱出熱-預熱再生工藝占有明顯的優(yōu)勢。3.5工藝遺留問(wèn)題柱塞式計量泵采用換熱預熱再生工藝,會(huì )出現乙二醇裝置結垢(碳酸鹽沉淀),主要的結垢部位在管道、過(guò)濾器、貧富液換熱器、再生塔填注系統料和重沸器管束等:結垢不僅會(huì )影響重沸器、換熱器的換熱效果造成乙二醇污染,還會(huì )附著(zhù)在填料表面,影響填料的工作性能,圖3乙二醇換熱-預熱再生工藝流程圖并增大塔頂產(chǎn)物乙二醇攜帶量。雖然采取了阻垢劑、定期清洗換g 3 Ethylene glycol heat- preheating regeneration process熱器和填料等措施,但阻垢劑的加入會(huì )影響乙二醇的再生效果甚至會(huì )導致乙二醇再生不合格41。3.2新型乙二醇再生塔表1三種MEG再生工藝對比!1ison of three MEG regeneration process能耗(折標煤/)物料效益(節約效益/元)乙二醇消耗(kg104傳統再生36.9960.96預熱-換熱再生25,0880.47換熱-預熱再生24.09624結論優(yōu)化[天然氣工業(yè),2006,26(1):141-142影么著(zhù)乙二醇再生工藝的不斷優(yōu)化,解決了乙二醇再生時(shí)重沸(8劉延昌,趙波,陳磊,等.新型乙二醇再生塔的研發(fā)門(mén)石油化工設備熱溫度波動(dòng)、熱能損失大、乙二醇發(fā)泡題,但是仍有部分問(wèn)題僅僅是降低了其危害,并不能完全的避免醇耗量大等問(wèn)9)蔣洪,鄭賢英.低處理量乙二醇再生工藝改進(jìn)門(mén)石油與天然氣化工2012,41(2)個(gè)過(guò)濾器,并不能完全避免結垢,因此需加除鹽裝置,如納濾,單華,雷政,克拉2氣田中央處理廠(chǎng)降低乙二醇損耗措施門(mén)天膜過(guò)濾法、蒸發(fā)結晶法等,除去MEG中的鹽,從本質(zhì)上解決結垢的問(wèn)題。另外在再生系統中加入阻垢劑雖然能避免結垢,但是]晁宏洲,王赤宇,馬亞琴,等,乙二醇循環(huán)系統的工藝運行分析門(mén)石油與天然氣化工,2007阻垢劑反過(guò)來(lái)亦會(huì )影響乙二醇的再生,因此研究新型的阻垢劑亦121 Nazzer CA, Prime Services Ltd, Keogh J,etal. Advances in glycolreclamation technology[C]. Offshore Technology Conference, 1 May-4May006, Houston, Texas參考文獻[3]Khorrami Z, Karimkhani B. Finding the Best Alternative for Plugging[梁平,王天祥.天然氣集輸技術(shù)[M北京:石油工業(yè)出版社,2008Problem in MEG Regeneration Unit Using AHP Method[C]. SPE Russian Oil[2]林存瑛.天然氣礦場(chǎng)集輸[M].北京:石油工業(yè)出版社,1997and Gas Conference and Exhibition, 26-28 October 2010, Moscow, Russia.系統再生裝置的改進(jìn)門(mén)油氣田地14張海燕,張淑香.乙二醇脫水系統防腐阻垢技術(shù)研究D,大慶:大慶4 Kerry van Son, Charlie Wallace. eclamation/regeneration of glycols used5海燕,寧英男,孫開(kāi)天然氣乙二醇脫水系統監測分析與防for hydrate inhibition[C]. The 12 Annual Deep Offshore Technology與防護26(12):15-1Conference and Exhibition, New Orleans. LA. USA, 2000[16]Nazzer CA, Prime Services Ltd, Keogh J, et al. Advances in Glycol[5]趙德芬.乙二醇再生系統的優(yōu)化運行油氣田地面工程,2004,23(6Reclamation Technology[]. Offshore Technology Conference, 2006, 4(1)6]余斌,姜義民,中七淺冷裝置乙二醇再生系統技術(shù)改造門(mén)油田節能,2007,18(3)(本文文獻格式:王赟,王勇,周瑞。乙二醇循環(huán)系統再生工藝研7馬全天,王玉,杜福祥,等。牙哈氣田凝析氣處理裝置乙二醇系統工藝究[]·廣東化工,2013,40(20):3-4)