三甘醇脱水系统主要参数及控制点分析

三甘醇脱水系统主要参数及控制点分析

作者：朱义新 王磊 姚明坤

来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第09期

摘 要：介绍了某油田三甘醇脫水和再生工艺设备和流程。结合生产实践，对三甘醇脱水和再生系统的主要参数和关键控制点进行了汇总分析，具有一定的指导意义。 关键词：三甘醇；工艺；参数；控制点 1 概述

天然气中的水蒸气和硫化氢、二氧化碳等酸性气体会使管线和设备腐蚀，在压力和温度改变时，天然气还容易形成水化物，不符合天然气外输或加工使用要求，因此必须脱除天然气中的水蒸气、硫化氢和二氧化碳[1]。油气田集输与净化厂使用的天然气脱水方法主要是三甘醇溶剂吸收法。某油田三甘醇脱水和再生装置于2016年1月投产，用于原油溶解气的脱水，处理量可达150MMscf/d。 2 工艺设备和流程 2.1 工艺设备

系统主要的工艺设备有接触塔、闪蒸罐、过滤器、再生塔、循环泵、贫富甘醇换热器、空冷器等。 2.2 工艺流程

天然气脱水流程：原料湿气→进口分液罐（除凝析液）→过滤分离器（除液、除固体杂质）→接触塔（湿气与三甘醇逆流接触脱水）→出口罐（分离天然气携带的甘醇）→输气管线（用于气举气压缩机、销售气外输、燃料气）。

三甘醇再生流程：贫甘醇→接触塔（吸水变成富液）→液位调节 →回流换热器（一次换热升温）→闪蒸罐（除气和烃类液体）→固体颗粒过滤器（除固体颗粒）→活性炭过滤器（除烃类液体和缓蚀剂）→固体颗粒过滤器（除固体颗粒）→液位调节 →贫/富液换热器（二次换热升温）→甘醇再生塔（汽提塔汽提、重沸器加热）→缓冲罐→贫/富液换热器（三次换热降温）→甘醇泵（升压）→空冷器（贫甘醇再次降温）→接触塔（天然气脱水，贫甘醇再次变成富液）。

3 主要参数及控制点 3.1 接触塔入口天然气温度

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接触塔的脱水效率对来气的温度特别敏感。温度过高，甘醇损失增大。一般三甘醇接触塔的入口天然气温度在26-43℃最佳。应防止温度偏低（低于21℃）使甘醇变稠或乳化，也应防止温度偏高（超过48℃）使甘醇损失增大。 3.2 接触塔入口贫甘醇温度

贫甘醇进入接触塔的温度至少应高于天然气入口温度5℃，一般要求高于10℃，以防烃类在接触塔内冷凝而引起发泡。但贫甘醇温度太高易造成甘醇损失增大和脱水不深。 3.3 接触塔压力

接触塔压力主要受入口天然气温度和压力影响，受出口气体PV阀控制。通常压力介于3.45-8.27MPa时最经济。同时应监控接触塔压差，防止三甘醇溶液被产品气大量携带。 3.4 闪蒸罐压力

闪蒸罐压力应保持在设计范围内，保证甘醇富液中烃液和天然气的分离。 3.5 甘醇浓度

甘醇浓度是影响接触塔中天然气脱水的主要因素之一，甘醇浓度越高，脱水效果越好。对于大多数甘醇脱水装置，要求甘醇的浓度为97.5-99.5%。甘醇浓度主要受重沸器温度和汽提气流率的影响。 3.6 甘醇循环率

甘醇循环率大小主要取决于接触塔入口天然气温度及接触面积。甘醇循环率越大，与天然气接触的甘醇越多，从天然气中脱除的水蒸气也越多。能够保证甘醇与天然气接触较好的最小循环率大约是16.7L甘醇/1kg水。本系统最大循环率为58.4L甘醇/1kg水，常用循环率为25-60L甘醇/1kg水。甘醇循环量过小，达不到脱水要求；甘醇循环量过大，会使重沸器过载而降低甘醇再生的浓度，增加泵的维护工作量，还会造成甘醇的损失。 3.7 甘醇损耗率

部分甘醇会随接触塔出口天然气以及汽提塔出口水蒸汽离开装置。对正常运行的脱水装置，三甘醇损耗量宜小于15mg/m3天然气。本系统的设计损耗率为0.33kg/104Sm3，其中再生系统损耗率0.176gal/MMscf。甘醇损耗较高的原因：①进料湿气中含液体和固体杂质，进入接触塔后污染甘醇，引起发泡，使塔顶雾沫夹带严重，造成甘醇大量损失；②重沸器温度过高，甘醇降解变质；③系统进入氧气，甘醇氧化；④原料湿气和贫甘醇溶液入接触塔温度过高；⑤pH值过高或过低，导致甘醇加速分解或起泡产生沉淀；⑥甘醇泄漏。

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3.8 重沸器温度

重沸器温度影响再生贫甘醇的浓度，温度越高，甘醇浓度越高。一般把重沸器的温度设置在188-199℃之间，可将甘醇的降解减至最小，同时可使甘醇浓度保持在98.2%-98.5%之内。为保证-定的安全性，本系统重沸器温度设定为195℃。 3.9 其他参数或控制点

①接触塔和闪蒸罐液位控制。应保持容器出口液体流动均匀稳定；②闪蒸罐压力调节阀。该阀开度应保持闪蒸罐压力在设计范围内；③再生塔液位。重沸器富甘醇液位应始终保持高于加热盘管。缓冲罐液位应在1/2液位之上，如果液位太低，甘醇泵会由于甘醇液位不足而发生气阻；④过滤器两侧的压降。当压降达到140kPa或制造商规定的数值时，应及时更换固体颗粒过滤器滤芯。当振荡试验表明活性炭过滤器失效时，应及时更换过滤器活性炭。 4 结语

影响三甘醇脱水效果的参数和控制点众多，应严格按照设计要求，结合生产实际，科学合理地进行操作和控制，确保三甘醇脱水和再生系统稳定、经济和高效。 参考文献：

[1]虞声明.三甘醇损耗原因分析及常见处理办法介绍[J].科学管理，2018（3）：183-184.