发泡原因Ⅰ脱硫装置的拦液原因分析

原料气在 ""# * W* %= # % B@ / 的条件 下自 集 配 气总 站进入吸收塔 $ 用) !IB? , J 贫液脱除天然气中酸 性气体 $ 吸收后湿净化气送至脱水装置 # !! 采用相关模型及软件对操作参 数 条 件 下 的 塔 板 #")负荷性能进行了验算 , $ 结果如表 # 所示 # !! 通过对实际参数的验算及装置 投 产 运 行 的 一 个 多月来看 $ B? , J 吸收塔的操作参数都在装置的正 常运行范围之内 # 因此二厂脱硫装 置 的 工 艺 设 计 是 完全合理的 $ 不存在发生拦液的因素 #
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长庆气田第二净化厂 B? # # #脱 硫 装 置 的 拦 液 原 因 分 析= 天 然 气 工 业$ , J 脱硫溶液发泡原因! !! 吴金桥等 = +" ! " & $ ! ! %% $ % ) # + *"# ( ! 摘 ! 要 ! 长庆气田是向京津地区供气的基地 $ 净化厂正常运行至关重要 ’ 长庆气田天然气第二净 化 厂 B? , J 脱硫装置拦液情况频繁发生 $ 严重影响了装置高 效 ( 平 稳 运 行’同 时$ 溶 液 发 泡 还 会 引 起 雾 沫 夹 带$ 导致大量胺溶 使溶液损耗急剧增加 $ 造成了严重 的 经 济 损 失 ’ 通 过 对 塔 板 负 荷 性 能 参 数 的 验 算 和 对 脱 硫 溶 液 液随气流被带走 $ 及原料气组分的分析研究 $ 找到了脱硫溶液严重发 泡 是 造 成 脱 硫 装 置 拦 液 的 真 正 原 因 ’ 初 步 研 究 表 明 $ 脱硫溶液 污染 ( 脱硫溶液高的 [ _ $ 负荷及原料气 处 理 量 的 突 然 增 大 是 造 成 脱 硫 液 发 泡 严 重 的 主 要 因 素 ’ 结 合 现 场 实 际 情 况$ 提出了脱硫装置发生拦液后的初步处理措施 ’ 主题词 ! 长庆气田 ! 天然气 ! 净化 ! 脱硫 ! 溶液 ! 发泡 ! 原因 ! 脱硫装置 ! 拦液 表 #! 塔板负荷性能参数验算表 项!目 最低循环量 最高循环量 最小处理气量 最大处理气量 计算值
表 %! 使用前后脱硫溶液发泡性能对比
组分进行定性或定量分析 ! 对浙大不同生 产批次的 纯 B? , J 样进行 !! 另外 " 同条件下的发 泡 性 能 实 验 # 实验方法参见石油天然 气行业标准 > $ % 配方型选择性脱硫溶 Y M + % " *&$ ! ! $ 剂& 中的起泡测试标准 ’ 对比 " 实验结果见表 "! 同一厂家不同时间生产的 !! 从 表 " 中 可 以 看 出 " 说 明 B? B? , J 脱硫溶液的发泡性能 差别 很大 " , J 产品性质的微小变化会对脱硫溶液 的 发 泡 性 能 产 生 严重影响 ! 因此 " 为了防止脱 硫 溶 液 严 重 发 泡 " 首先 应加强对 B? , J 产品质量进行控制 !
%"(, " 细小的 K 明+ 8 >( K 8 [ _ " 及活性炭颗粒对泡沫有
’脱硫溶液分析 $ !! # 富液和贫液 !! 对 装 置 发 生 拦 液 后 进 行 取 样 观 察 " 中都 出 现 大 量 黑 色 悬 浮 物 " 静置后有黑色固体沉淀 析出 ! 对 $ 富 ! ! " 年 * 月 " 日 从 二 厂 采 集 的 R区 贫 ( 其无机离子的分析数据如表 ) 所示 ! 液进行分析 "
加工利用与安全环保
(b B? , J 溶液中溶解一定量的 b / [ 1 / > _ $ )( 溶液的发泡高度和消泡时间略 b / > $ $_ " 等 无 机 盐" 有降低 ! 但由于含量 !! 脱 硫 溶 液 中 还 含 有 其 他 有 机 杂 质 " 较低 " 不易 将 它 的 成 分 定 性 ! 根 据 天 然 气 的 开 采 工 预处理及 脱 水 工 艺 " 可 能 由 天 然 气 带 入 甲 醇( 三 艺( 甘醇 ( 气 井 缓 蚀 剂( 重 烃 等 有 机 杂 质! 另 外 由 于 有 可 能 含 有 二 甲 基 十 二 胺( B? , J 的降解 " b" b& 羟乙基氨 基 乙 酸 等 杂 质 ! 这 些 杂 质 含 量 虽 然 很 低 " 但有些能显著改变 B? 表 , J 脱 硫溶液 的 表 面 张 力 ( 面粘 度 等 物 化 性 质" 使溶液的发泡性能发生明显变 化 ! 因此特别值得关注 ! 富 液 中 B? , J 的含 !! 采用气相色谱法测定了 贫 ( 量" 并配制相 同 浓 度 的 同 批 次 新 鲜 B? 溶 与 , J 液" 贫液和富液的发泡性能进行对比 " 结果见表 %!
) " ) " " # B? + # ! .+ G , J 溶液循环量为 # " %. 4# $ 操作 温 度 ) # % B@ / %= % W# !! 吸收塔操作压力 %=
脱硫溶液分析 !!$= !! 造 成 脱 硫 装 置 拦 液 的 另 一 个 可 能 因 素 就 是 对脱硫溶液进行 B? , J 脱硫溶液 发 泡 严 重 # 因 此 $ 了以下初步分析 # ( 纯 B? # , J 液组分分析 !! ’ 以 下简 称浙 大 ( B? , J !! 二厂使用的是浙江大学 ’ 液$ 对其纯组 分 进 行 了 水 分 含 量 * 总 胺 含 量 的 测 定$ 用岛津 L [ $ ! # ! J K气相色谱仪对其进行了色谱分 析$ 并与长庆气 田 第 一 净 化 厂 ’ 以下简称! 一 厂" ( 正 常使用的江苏武进纯 B? , J 和 浙大纯 B? , J 进行 了对比 $ 结果见表 $# 二厂 使用的 纯 B? , J 液水分含 !! 从表 $ 可看出 $ 量最高 $ 总胺含量最低 % 而且 $ 从 色 谱 分 析 看$ 三种纯 其中 以二 厂使用 的 纯 B? B? , J 液组分不一样 $ , J 峰数最多# 由于没有标样$ 因此无法对纯液中杂质
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的!根 据 笔 者 目 前 的 初 步 研 究" 在) !I 的 新 鲜 万方数据
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加工利用与安全环保 泡的因素 !
! ! %年)月 !!!!!!!!!! 天 ! 然 ! 气 ! 工 ! 业 !!!!!!!!!!!!!!!!!$ 步研究 " 但脱硫装置中 的 腐 蚀 产 物 K 8 >+ K 8 [ _ " 及细 小的 活 性 炭 颗 粒 是 发 泡 的 促 进 剂 和 稳 定 剂 ! $ B? , J 产品性 质 的 微 小 变 化 会 对 脱 硫 溶 液 的 发 泡 应加 强对 B? 性能产生严重影响 " , J 的产品质量进 行监控 ! % 脱硫 溶 液 高 的 [ _ $ 负荷及原料气处理 量的突然增 大 也 是 造 成 溶 液 严 重 发 泡 的 重 要 因 素 ! 原料气进塔温度不断 )随 着 外 界 环 境 温 度 的 降 低" 降低 " 且 一 天 之 中 波 动 较 大" 导 致 受 污 染 的 B? , J 溶液的粘度变化较大 " 使溶液在塔内发泡几率增加 !
样!品 新鲜 B? , J液 B? , J 贫液 B? , J 富液
发泡高度 # ’ 5 .’ 消泡时间 # A $= ! $ += # $ (= ( "= # % != " ( += !
新 鲜 B? , J 溶 液 的 发 泡 高 度( !! 由表 % 可 看 出 " 消泡时间很小 " 但使用一段时 间后 " 发泡高度增大了 十几倍 " 消泡时间更是增加了 数十 倍 * 不论是贫液还 是富 液 都 已 经 严 重 发 泡" 极有可能造成脱硫装置拦 液现象的发生 ! ’脱硫溶液中黑色悬浮物分析 " !! # 用二次蒸馏水 !! 对 溶 液 中 的 黑 色 悬 浮 物 过 滤 后 " 洗涤至冲洗液中不含 B? 色谱检 测 ’ " 然后 , J 组分# 在* 分别用硝酸和盐酸进 !"* % W 下真 空 干 燥 )4" 行溶解 " 其中硝酸的溶解率为 ’ 盐酸的溶解率 %= +I " 为( 然后对黑 色 悬 浮 物 和 酸 溶 残 碴 用 发 射 光 != )I " 谱和元素分 析 仪 进 行 分 析 ! 分 析 结 果 显 示 " 脱硫溶 液中黑色物 质 主 要 是 K 8 >( K 8 [ _ " 等以铁离子构成 的化 合 物 以 及 少 量 活 性 炭 颗 粒 ! 据 文 献 研 究 表
" + )= % $. 4 " + 4 # % (= " $. ) " $ $ )H# ! .+ G ) " .+ G ) % ’H# !
一$ 脱硫装置拦液原因分析
塔板负荷性能参数的验算 !!#= 长庆气田天然气第二净化厂 ’ 以下简称! 二 厂" ( !! 内设# B? , J 吸收塔 是 典 型 的 浮 阀 塔 $ *层 K $ ) # ! 型 ($ 浮 阀 塔 盘 $ 每 层 个 浮 阀 # 板 上 液 流 形 ) ! ! % $ + 式是单流型 $ 在吸收 塔 # ) 块* # *块塔盘分别设置贫 胺液入口 $ 确保净化气的质量指标 # $ 可控 ( %H# ! .+ G !! 设计原料气 正 常 进 气 量 为 " ) " * 最小进气量为# 最大进气 量 为 ) ) ’H# ! .+ G * (H
表 "! 不同生产批次新鲜 B? , J 溶液发泡性能对比表 B? , J 取样日期 $ ! ! "年+月 $ ! ! "年’月 !月 $ ! ! "年# $ ! ! "年# #月 发泡高度 # ’ 5 .’ 消泡时间 # A $= " # *= # $= ! # ’= % += ! " $= % "= # # ’= (
溶液中 !! 从 以 上 脱 硫 溶 液 的 分 析 结 果 可 以 看 出 ) & $& $^ 无机离子主要有铁离子 ( ( ( [ 1 和少量 的 > _ [ / ) B U ! 其中 铁 离 子 主 要 是 由 于 系 统 腐 蚀 产 生 的 " $& & $^ $^ ( ( ( [ 1 > _ [ / B U 可能主要是由地层水带入 )
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表中单位均为 . $ E! !!!! 注 ) U
很高的稳定性 ! ’凝结水水质分析 ) !! # 二厂用 来 配 制 B? , J 脱硫溶液的用水是蒸汽 !! 凝结水 " 对凝结水的水质初步 分析 结 果 显 示 ) 除铁离
$^ "^ $^ 子# ( ’ 含 量 平 均 为 != $ ( K 8 K 8 $ ) !. E 外" [ / U $^ & & $& ( 离 子 含 量 皆 为 !" 排除 B 1 S[ _ > _ U 及[ " ( ) 因水质不合格引起脱硫溶液 污染 而导 致 溶 液 严 重 发
加工利用与安全环保
! ! %年)月 !!!!!!!!!! 天 ! 然 ! 气 ! 工 ! 业 !!!!!!!!!!!!!!!!!$
" 长庆气田第二净化厂 B? , J 脱硫溶液发泡原因 " +#
) ) ) 脱硫装置的拦液原因分析
吴金桥#! 张宁生$! 吴新民$! 王新强$! 李曙华"
’ 西安交通大学能动学院 !$=西安石油大学 !"= 长庆油田第一采气厂 ( #=
脱硫剂溶液发泡原因分析研究 " 的部分研究成果 # !!" 本文为长庆油田资助项目 ! 吴金桥 $ 获得硕士学位 $ 现在西安交通大学攻读博士学位 $ 主要从事 # ’ ( % 年生 % $ ! ! # 年毕业于原西安石油学院 $ !! 作者简介 ! 能源转化与环境 保 护 方 面 的 研 究 # 地 址 & ’ 陕西省西安市西安交通大学能动学院博士# ( # ! ! ) ’( $ !班# " ’ ( 信 箱# 电 话& & # " " % ’ # * ! % ’ $#, . / 0 1 0 < 0 / ; D N + "= 5 ; . !# ‘ 6
表 )! 两种脱硫溶液中的无机离子分析结果表 分析项目 [ /
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