塔河油田奥陶系油藏伴生气除杂净化处理工艺升级改造分析与应用研究

98一、轻烃站运行异常原因排查异常现象最先表现为原料气分离
器进口与出口压差增大，正常情况压差在0.01MPa，出现异常时压差增涨至0.02MPa，且有继续上涨的趋势，随后对原料气分离器进行清罐，更换捕雾网。

清罐时发现杂质较多，捕雾网堵塞严重。

紧接着原料气压缩机进口篮式过滤器也开始频繁堵塞。

同时，放空火炬管线压差也由正常情况下的0MPa开始上涨至0.02MPa，对阻火器进行清理，发现阻火器堵塞严重，存在较大安全风险。

二、杂质对轻烃站系统影响
在治理装置堵塞过程中发现大量黑色粉末，其对装置的影响，主要表现在以下三个方面。

1.对轻烃站设备的影响。

（1）原料气分离器频繁堵塞。

原料气进站通过的首台设备便是原料气分离器，以对其所含杂质、水分进行初步分离，一旦堵塞将导致后端压缩机供气不足，直接影响轻烃站整个系统的处理气量，产量将会骤减，部分原料气将通过火炬进行调压放空。

（2）原料气压缩机运行故障率升高。

原料气压缩机受气源黑粉杂质影响，一级进口过滤器、洗涤罐捕雾网频繁堵塞，气阀、主轴瓦盖损坏频繁，气缸温度频繁升高，压缩机振动大，影响压缩机整体处理气量。

严重时两台压缩机同时维修，只能单机运行（正常时2用1备），致使日处理气量减少约4万方。

每月更换篮式过滤器滤网326件，原料气压缩机一级气阀总成30件，一级阀片、垫片、O型圈各50套。

（3）火炬阻火器堵塞严重。

因原料气分离器捕雾网堵塞、压缩机维修等原因，施工前泄压的原料气将通过火炬放空燃烧，含黑粉杂质在放空时堵塞火炬阻火器，导致2个月更换1次。

在更换阻火器滤芯期间存在硫化亚铁自燃风险，安全风险极高并形成相关费用。

2.对脱硫系统的影响。

MDEA再生塔液泛，影响脱硫效果，通过排查工艺参数、原料气组分、胺液浓度等影响因素，均未发现异常，但胺液较之前浑浊。

检修开塔发现塔内填料黑色杂质较多，由原料气黑粉堆积而成，导致过流
面减小引起液泛。

更换后填料后，脱硫
系统恢复正常，液泛消除，脱硫效果恢
复正常。

3.对管道使用寿命的影响。

原料气
中所含黑粉杂质对管线造成腐蚀冲刷、
黑粉堆积，影响使用寿命和效率。

一方
面黑粉在高压气体携带冲击下，会对管
壁造成损伤，加速腐蚀。

另一方面，当
出现黑粉杂质颗粒在管壁上不断堆积，
形成节流作用，降低管线输送效率。

附着在管壁上的杂质对管线腐蚀检测设
备、管线泄漏监测系统等造成干扰，严
重影响测量精确度，导致不能及时掌握
管线本质状态。

三、杂质成因分析研究
1.管线腐蚀形成杂质机理。

通过对
原料气捕雾网、阻火器、篮式过滤器滤
芯更换时发现，附着上的黑色杂质遇空
气发生自燃现象。

取样，加入稀盐酸有
臭鸡蛋气味气体产生（硫化氢），说明
含硫离子。

反应后溶液呈浅绿色，说明
含亚铁离子。

结合原料气高含硫化氢，
可以推断：管线中黑色粉末杂质形成有
一部分原因是因为管材所含铁元素与硫
化氢发生化学反应生成硫化亚铁，产生
电化学腐蚀现象所致。

通过对腐蚀处管
线样进行显微观察发现，存在硫酸盐还
原菌等细菌，加上垢下封闭的厌氧环境
及油垢营养源也比较有利于细菌滋生。

2.伴生气携带油井杂质。

该轻烃站
所处理原料气90%来源于采油井伴生
气。

而塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏是
以裂缝溶洞为主要储集空间的古风化壳
油藏，相较于单纯气井气源较脏，微细
粉尘杂质较多，还包含泥沙、水分、化
学药剂、烃类、CO2等物质，成分较为复
杂，这些杂质也是构成黑色粉末状杂质
的主要成分之一。

四、升级改造治理及效益分析
1.系统升级改造治理。

（1）严密
监控气源。

加强源头治理，对气源井严
密监控，发现杂质含量多时加密清理过
滤器，包括井场、计转站、联合站，形
成联动机制，根据各井实际情况增加过
滤器滤芯目数，将杂质层层阻挡清理，
避免进入轻烃站，造成整个系统紊乱。

（2）定期通球清管。

当管线中沉积杂质
较多时，严重影响输气量且长时间不清
理将有利于细菌繁衍滋生，加速管线腐
蚀，简单的通过加入化学药剂等，对杂
质清理效果甚微。

因此在每年检修时，
根据管线杂质、气源情况对输气管线定
期进行通球清管，成为较为直接、有效
的一种方法。

（3）管线腐蚀监测治理。

在后续生产过程中，一方面通过对重要
节点安装腐蚀刮片、管线腐蚀在线实时
监测、管线壁厚监测等装置，加密监测
管线腐蚀情况以便及时进行治理。

另一
方面，对输气主管线、高含硫化氢管线
加注缓蚀剂减缓腐蚀速率，降低黑粉形
成量。

（4）增加杂质脱除设备。

鉴于原
料气分离器对杂质脱除的局限性，在分
离器前端新增一台旋风分离器，尽可能
去除原料气中携带的固体颗粒杂质和液
滴，实现固、液、气分离。

2.效益分析。

通过上述系统提升改
造及采取的一系列措施，较大的降低了
伴生气黑粉杂质对设备设施的影响，取
得成效显著。

在生产效益方面，减少了
设备维修、清洗次数，减少泄压气量，
年节约成本约200余万。

在安全效益方
面，降低了因频繁维修保养设备设施带
来的硫化氢中毒、可燃气体爆炸、受限
空间、吊装作业等安全风险；在环保效
益方面，减少了因维修设备引起的泄压
放空带来的环境污染。

五、总结
本文从某轻烃站出现的一系列异常
现象出发，找出导致一切问题的根源为
原料气高含黑色粉末状杂质，随后对其
产生机理进行研究分析，得出管线腐蚀
产物以及伴生气从油井中所携带砂石、
粉尘等杂质是形成该黑色粉末状杂质的
主要因素。

针对此情况，该轻烃站从源
头治理出发，结合后端系统升级改造，
对该黑色粉末状杂质进行标本兼治，最
终实现原料气所含黑粉杂质骤减，轻烃
站系统恢复正常，获得了生产效益、安
全效益和环保效益三丰收。

塔河油田奥陶系油藏伴生气除杂净化处理工艺升级改造分析与应用研究
韩　钊 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司
【摘　要】西北油田某轻烃站运行过程中，出现原料气分离器进口与出口压降大、压缩机进口过滤器频繁堵塞、脱硫系统效果变差等诸多严重影响正常生产的现象，通过系统性排查，发现导致上述异常的根本原因为进站原料气中含杂质较多。

随即对杂质进行取样化验得出所含主要成分，结合原料气组分，进一步分析研究得出产生该黑色粉末杂质的成因，据此制定专项措施，对系统进行升级改造，从源头把控，打破黑粉形成条件，减少进站气源杂质，保障轻烃站系统运行正常。

【关键词】轻烃站；生产异常；原料气；杂质；解决措施。