乙二醇再生回收技術(shù)在海上平臺的應用

石油與天然氣化工第43卷第2期CHEMICAL ENGINEERING OF OIL gas11OIL AND GAS TREA乙二醇再生回收技術(shù)在海上平臺的應用劉飛龍倪浩曾樹(shù)兵姜振暉油氣處理與加工(1.海洋石油工程股份有限公司2.中海油天津液化天然氣有限責任公司)摘要乙二醇(MEG)再生回收裝置首次應用于海上平臺,其流程包括預處理、再生和脫鹽3部分。預處理通過(guò)閃蒸脫除MEG富液中的輕烴并加入NaOH,利用化學(xué)反應脫除能生成沉淀物的二價(jià)鹽。再生過(guò)程是在低壓下利用精餾原理將輕組分(水)與重組分(MEG)分離,獲取質(zhì)量分數高于80%的MEG貧液。MEG貧液脫鹽采用負壓閃蒸的方法使可溶性一價(jià)鹽(Na等)和MEG分離,最終獲得合格的MEG貧液。裝置性能穩定可靠,MEG損失量少,具有廣闊的應用前景。關(guān)鍵詞乙二醇預處理再生回收熱降解脫鹽中圖分類(lèi)號:TE866文獻標志碼:BDOI:10.3969ssn.1007-3426.2014.02.01pplication of MEg regeneration and reclamation technology on offshore platformLiu Feilong. Ni Hao, Zeng Shubing, Jiang Zhenhui(l. Offshore Oil Engineering Co, Ltd, Tianjin 300451, China)(2. CNoOC Tianjin LNG Co, Ltd, Tianjin 300452, China)Abstract: The MEG regeneration and reclamation technology is successfully applied to offshore platform. The process includes MEG pre-treatment, regeneration and desalination. Thepre-treatment section is designed to remove hydrocarbon from the rich MEG and divalent metalsalts, w hich can generate precipitation by reacting with sodium hy droxide. Adopting distillationcolumn, the MEg regeneration section operates at a pressure slightly above the atmospheric pressure, and the mass concentration of lean MEG solubility should be more than 80%. The keytechnology of the process is desalination, w hich uses a vacuum flash separator to crystallize andremove the high soluble one valence salts, and primarily sodium salts from the lean MEG. TheMEG regeneration and reclamation package has good performance and less MEG loss. Thereforeit has a variety of applications in prospectKey words MEG, pre-treatment, regeneration, reclamation, thermal degradation, desalina-隨著(zhù)我國南海深水油氣田的開(kāi)發(fā),各項配套技二醇(MEG)通常被用作水合物抑制劑注入油氣生術(shù)取得長(cháng)足的進(jìn)步。幾十年來(lái),為了將海底油氣安產(chǎn)管線(xiàn)和相關(guān)設備中。甲醇是一種高效水合物抑制全輸送至海上平臺或陸地終端處理設施,甲醇和乙劑,其注入量低于MEG,但比MEG更容易溶解在基金項目:“十二·五”國家科技重大專(zhuān)項“南海北部陸坡(LW3-1及周邊)深水油氣田工程設計、安裝”(2011X05056-003-作者簡(jiǎn)介:劉飛龍(1982-),男,江西高安人,工程師,2008年畢業(yè)于華南理工大學(xué)化學(xué)工程專(zhuān)業(yè),工學(xué)碩士,現任職于海114劉飛龍等乙二醇再生回收技術(shù)在海上平臺的應用2014油氣流體中,不易回收,故損失量較大。若只需臨時(shí)游離烴和溶解烴,分離出來(lái)的氣體進(jìn)亼低壓火炬,油或偶爾注亼水合物抑制劑,適合注入甲醇。當需連進(jìn)入烴液回收系統,MEG富液流體經(jīng)加熱器加熱續注入時(shí),出于經(jīng)濟性的考慮宜選用MEGm至預定溫度后進(jìn)入預處理器脫除二價(jià)鹽。1MEG再生回收裝置簡(jiǎn)介從地層中產(chǎn)出的油氣會(huì )帶出地層水,其中溶有大量的二價(jià)金屬陽(yáng)離子(如Fe+、Ca、Mg、a3早期的MEG再生回收裝置操作較復雜,隨著(zhù)等),若不加以脫除會(huì )造成管線(xiàn)和設備的堵塞和腐技術(shù)的發(fā)展,MEG工藝的成本、可靠性操作安全蝕。因此在預處理器中加入NaOH或NaCO3,利性和環(huán)境影響等問(wèn)題已逐步得到解決,促進(jìn)了MEG用化學(xué)反應使MEG富液中二價(jià)金屬陽(yáng)離子生成沉再生回收技術(shù)的發(fā)展。海上油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中,淀物,然后通過(guò)顆粒過(guò)濾器除去。當顆粒過(guò)濾器壓MEG再生回收系統分為預處理、再生及脫鹽3個(gè)步差或時(shí)間達到設定值時(shí)可進(jìn)行自動(dòng)清洗驟,見(jiàn)圖1。3再生烴類(lèi)氣體.C0水用作水合物抑制劑時(shí),MEG貧液質(zhì)量分數通MEG富液C預處理再生合格的MEG貧液常為80%~95%。因此,經(jīng)預處理后的MEG富液貧需進(jìn)行脫水以實(shí)現再生。MEG再生采用精餾的原烴液二價(jià)鹽沉淀物脫鹽(Ca2、Fe"等理,其流程如圖3所示,主要設備包括再生塔、再沸價(jià)鹽(Na)器、冷凝器、回流罐、換熱器和泵等3。圖1MEG再生回收裝置組成預處理后的MEG富液經(jīng)換熱器加熱后進(jìn)入再Figure 1 Overall systems configurationof MEG regeneration and reclamation unit生塔,上段為精餾段,下段為提餾段,冷凝器從塔頂提供液相回流,再沸器從塔底提供氣相回流。在精2預處理餾段,氣相上升的過(guò)程中,輕組分(水蒸氣)得到精ⅥEG再生回收系統中預處理的目的是脫除制,并在氣相中不斷增濃,塔頂獲得輕組分(水蒸氣)MEG富液中的輕烴和二價(jià)鹽,其流程如圖2所示,產(chǎn)品,經(jīng)冷凝后的不凝氣體通過(guò)冷放空排出,再生塔主要設備包括預加熱器、閃蒸罐、預處理器、泵、顆粒操作壓力應略高于冷放空壓力。采用流量控制閥控過(guò)濾器和化學(xué)藥劑儲罐等。制凝液回流,剩余凝液進(jìn)入生產(chǎn)水處理系統。在提烴類(lèi)氣體去火炬餾段,液相下降的過(guò)程中,重組分(MEG)得到增濃MEG富液閃蒸(閃蒸罐從塔釜獲得MEG貧液,經(jīng)再沸器加熱后,氣相進(jìn)入預加熱器去冷放空去烴液預處理NaOH儲罐回收系統加熱器回流罐去生產(chǎn)水預處理器MEG貧液6處理系統→去再生去脫鹽流程冷疑器NEG富液系過(guò)濾器流泵來(lái)自顆粒圖2預處理流程過(guò)濾器Figure 2 Flow of pre-treatment systemMEG貧/富液換熱器從海上平臺工藝流程中分離出來(lái)的MEG富液流體經(jīng)預加熱器加熱后進(jìn)人閃蒸罐,脫除游離烴和溶解烴。為利于溶解烴閃蒸,閃蒸罐應采用較低的MEG貧液泵石油與天然氣化工第43卷第2期CHEMICAL ENGINEERING OF OIL gas115再生塔底部,液相經(jīng)泵增壓后與入口MEG富液換二價(jià)鹽被脫除,但仍有一價(jià)不揮發(fā)鈉鹽溶解在MEG熱冷卻至一定溫度后進(jìn)入脫鹽流程。MEG發(fā)生熱貧液中。為使MEG貧液中的鹽含量達到工藝要降解的溫度為160~165℃,故再沸器溫度應低于此求,需對其進(jìn)行脫鹽處理0值。MEG貧液中的鈉鹽采用負壓閃蒸的工藝方法4脫鹽2進(jìn)行脫除,其流程如圖4所示。主要設備有負壓閃蒸罐、負壓冷凝器、MEG貧液接收罐、循環(huán)加熱器、由于油氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中含有地層水,經(jīng)預處理后鹽罐、離心機、鹽溶解罐及泵等。安全區域放空真空泵MEG蒸氣貧液負壓冷凝器收輯含鹽的MEG貧液13,合格的MEG貧液負壓閃蒸罐MEG貧液泵循環(huán)加熱器△鹽罐生產(chǎn)水鹽溶解罐去生產(chǎn)水處理系統溶解鹽系圖4脫鹽流程Figure 4 Flow of MEG desalination system含鹽MEG貧液和MEG循環(huán)液以1~5m/s表1MEG再生回收裝置主要參數及能量消耗的流速沿水平切線(xiàn)方向進(jìn)入負壓閃蒸罐,兩股物流Table 1 Key parameters and energy consume ofMEG regeneration and red amation unit沿負壓閃蒸罐壁面形成大而薄的液膜并混合在起,在負壓狀態(tài)下料液被氣化由于離心力的作用使位置上層甲板( U pper Deck)閃蒸罐預熱器能耗/kW得MEG蒸氣與鹽得以分離。氣相進(jìn)入冷凝器冷凝尺m2151x2(m)選理加熱8后獲得合格的MEG貧液,不凝氣體通過(guò)真空泵排貧MEG富液638放至低壓火炬。隨著(zhù)液體的不斷氣化,負壓閃蒸罐換熱器能耗/kW底部的MEG溶液鈉鹽達到飽和并形成固體顆粒平臺氣體處理量14×108MEG貧液冷凝器16746能耗/kW不斷沉淀下來(lái)流入下部鹽罐。循環(huán)液從負壓閃蒸罐MEG富液體積再沸器能耗/底部抽出,為使進(jìn)料完全氣化,循環(huán)液需提供足夠的流量/(m3,h)17252顯熱。同時(shí),為了避免MEG發(fā)生熱降解,循環(huán)液加MEG貧液質(zhì)量分數%循環(huán)加熱器2750能耗/kW熱溫差不能太高,般為10~20℃。因此,所需的MEG貧液中鹽負壓冷凝器循環(huán)液流量較高。循環(huán)液壓力低于其沸點(diǎn)壓力,其質(zhì)量濃度/g·L-)能耗/kW3092116劉飛龍等乙二醇再生回收技術(shù)在海上平臺的應用2014少MEG損失,用再生冷凝后的蒸餾水置換鹽罐中油氣混輸海底管道輸往終端進(jìn)一步處理。由于深水MEG飽和鹽水和鹽漿用泵分批打入離心機,分離氣田井口壓力高,經(jīng)油嘴節流后溫度降低,為防止油岀來(lái)的濾液返回鹽罐,鹽進(jìn)入鹽溶解罐,加亼水溶解氣在海底管道中產(chǎn)生水合物,通過(guò)臍帶纜中的化學(xué)后打入生產(chǎn)水處理系統,MEG損失量小于10kg/t藥劑管線(xiàn)在水下油嘴處連續注入MEG,油氣登陸平鹽臺后進(jìn)入段塞流捕集器進(jìn)行氣液分離,分離出來(lái)的5工程應用含MEG液體(其主要組分為凝析油和水)再經(jīng)MEG再生回收裝置處理,再生合格的MEG貧液循在中國南海某深水氣田,采用水下生產(chǎn)設施依環(huán)使用。MEG再生回收裝置主要參數如表1和表托海洋平臺進(jìn)行開(kāi)發(fā),從水下采油樹(shù)采出的流體由2所示海底管線(xiàn)匯接至中心平臺處理,合格油氣進(jìn)入淺水表2主要物流參數Table 2 Main parameters of sti物流號l121314溫度/℃90951231238686壓力/kPa(G)35020400130304503040030030081-86250500體積流量/(m3·h)72.47.639.239.239.226.414.414.413.813.85726513.213.20.1注:①此處為MEG負壓閃蒸后氣相流量,其余為液相流量。②此物流為化學(xué)藥劑NaOH水溶液,質(zhì)量分數為50%66結論用,脫鹽技術(shù)尚處于發(fā)展階段,且被國外公司所掌在深海氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中,為了保證高靜水壓力握,亟需我國科研院校與企業(yè)對關(guān)鍵設備進(jìn)行研制和低環(huán)境溫度下的油藏流體安全通過(guò)海底管道輸送優(yōu)化優(yōu)化工藝流程,為我國深水氣田開(kāi)發(fā)提供技術(shù)保障。至平臺,通常需在油嘴和海底管道入口處注入參考文獻MEG防止水合物生成。出于經(jīng)濟性和環(huán)境因素的云程,孫做杏,羅向權:等,有油工程中的水合物抑制劑,特考慮,MEG再生回收裝置已被應用于海上平臺。[2] Nazzer C a, Keogh J. Advances in glycol reclam ation technolo在設計海上平臺MEG再生回收系統時(shí)需考慮以下gy[C]. Offshore Technology Conference. Houston: [S.1.I問(wèn)題「3]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「].石油與天然氣化工,2007,36(2):110-113(1)MEG再生回收流程所面臨的最大挑戰不4趙德芬.乙二醇再生系統的優(yōu)化運行[油氣田地面工程,是MEG再生,而是鹽沉降結垢、腐蝕管線(xiàn)和設備2004,23(6):47脫鹽處理為該裝置的重要工藝環(huán)節,其技術(shù)難點(diǎn)是梁平,單華,雷政,等,克拉2氣田中央處理廠(chǎng)降低乙二醇損耗措施[J].天然氣工業(yè),2008,28(6):124-126負壓閃蒸脫鹽工藝。設計前應分析油氣藏地層水鹽[6]蔣洪,鄭賢英低處理量乙二醇再生工藝改進(jìn)[石油與天然氣含量及組成,最終確定裝置需脫除的鹽量化工,2012,41(2):183-186,248[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(2)處理過(guò)程中會(huì )損失少量MEG,其主要原因統工藝優(yōu)化[].天然氣工業(yè),2006,26(1):141-142[8]孫志高,郭開(kāi)華,樊栓獅,等,含乙二醇和鹽體系氣體水合物相是預處理過(guò)程中過(guò)濾顆粒的攜帶,以及脫鹽處理過(guò)平衡測定與預測[J].上海交通大學(xué)學(xué)報,2002,36(10):1509程中微量MEG隨鹽溶液排放至生產(chǎn)水處理系統。9]胡春,錢(qián)鋒乙二醇脫水和精制系統先進(jìn)控制與優(yōu)化[J].化工進(jìn)因此,生產(chǎn)過(guò)程中要及時(shí)添加合格的MEG貧液。展,2006,25(12):1457-1460(3)正常生產(chǎn)時(shí)需每周對NaOH藥劑進(jìn)行取101劉延昌,趙波,陳磊,等,新型乙二醇再生塔的研發(fā)口,石油化樣分析,確保MEG再生回收裝置的安全可靠運行