乙二醇再生系统的优化运行

乙二醇再生系统的优化运行
赵德芬(大庆油田天然气分公司)
在天然气浅冷装置中,基本上都使用乙二醇作为防冻剂,在乙二醇系统中,重中之重是乙二醇的再生问题。

再生效果的好坏,直接关系到装置的正常运行,对此,本文就乙二醇再生系统的有关问题进行阐述。

11工艺流程简介
乙二醇再生系统根据热源不同,在工艺上存在着一定差别,但总的再生原理及作用都是一样的,本文以喇二压气站氨压缩制冷装置乙二醇再生系统为例来进行说明。

自二级三项分离器(H202)底部分液包收集富乙二醇经调节阀控制后去乙二醇再生塔,先作为再生塔顶冷凝器(H401)的冷剂,由-25℃升温至3℃,再进入乙二醇换热器(H403)与贫乙二醇换热,升温至70℃,进入乙二醇闪蒸罐(G401),闪蒸出轻烃后进入再生塔,塔底再沸器(H402)采用电加热方式,温度为135℃,塔底出的温度为75℃贫乙二醇容易在换热器中与富乙二醇换热后温度降为57℃,由乙二醇注入泵经注入器打入天然气系统,作为防冻剂循环使用。

21系统常见问题分析
在乙二醇再生系统中,主要存在以下几个问题:
(1)乙二醇发泡,其原因是:①乙二醇受到污染时容易发泡,由于油田伴生气中含有的烃液、盐类、固体碳及容器内壁腐蚀的杂质等被乙二醇吸收后,形成活性物质而造成乙二醇发泡;②在三相分离器中轻烃和乙二醇分离时由于分离时间短和操作温度低,造成分离效果不好而发泡。

(2)乙二醇浓度低的原因:①再生塔底温低,水不能有效的蒸发出来,造成浓度偏低;②乙二醇喷注量不够,造成乙二醇再生塔负荷大,影响再生效果,造成浓度低。

(3)乙二醇再生塔带压,甚至发生冲塔事故,其原因是:①乙二醇塔顶温度过低,水蒸发不出去,再次冷凝下来,淹泛塔的填料,使再生塔内充满液体,造成乙二醇再生塔带压,从而把乙二醇从塔顶随水蒸汽带出,严重时造成喷塔;②三相分离器乙二醇液位低,大量轻烃随乙二醇一起进入再生塔,造成喷塔;③乙二醇闪蒸效果不好,大量轻烃闪蒸不出去,造成再生塔进料中轻烃含量高而带压,严重时喷塔。

31优化运行
针对系统运行中的常见问题,结合装置的操作方便和节能效果,对装置的运行管理提出以下几点建议:
(1)加热器运行模式优化。

乙二醇再生系统热源为电加热,在再沸器中有四组电加热器,分别为两组54kW、两组36kW。

为了最大提高热效率,降低电能消耗,在加热器的控制上,可以采用温度自动控制。

刚开始加热时,四组加热器全部投用,当温度上升至117℃时停运一组54kW加热器,当温度上升至122℃时再停运一组36kW加热器,当温度上升至127℃时停运一组54kW加热器,当温度上升至132℃时停运最后一组36kW加热器。

当温度达到要求参数后,由于乙二醇进塔温度低,使底温下降,这时,可以按照提温时的反向控制方式控制加热器的启动。

这样一方面可以控制温度的上升速度,同时减少电能浪费。

(2)乙二醇喷入量及pH值的确定。

一般浓乙二醇浓度控制在75%,稀乙二醇浓度为68%,根据化验结果,采油厂来气含水为134516ppm,干气含水2118ppm,可以计算出每万方气中有101637kg水析出,其中,一级分离器析出量为31546kg,其余71091kg由乙二醇析出。

由此,可以计算出乙二醇喷入量为68188kg/万m3气。

在实际操作中,可以此作为乙二醇喷入量的参考量。

新的乙二醇为中性,pH值一般为718左右,乙二醇受热后分解产物为酸性,同时,乙二醇对H2S和C O2都有吸附作用,吸附后的乙二醇呈酸性,酸性的乙二醇容易腐蚀设备,设备腐蚀后的剥离物反过来污染乙二醇。

因此,在装置运行中,要监测乙二醇pH值,保证pH值在815～713之间,如果pH值降到7,需加中和剂进行处理,一般使用硼砂作为中和剂。

(3)三相分离器液包加伴热。

在三相分离器中,存在天然气、轻烃、乙二醇水溶液三相介质,在上部是天然气与轻烃、乙二醇水溶液的分离,而轻烃与乙二醇水溶液的分离在中下部,在保证乙二醇水溶液沉降时间的同时,烃乳化液与乙二醇在低温时分离效果不好。

因此,可以在三相分离器液包外围加伴热管(如果在内部,效果更佳),提
高乙二醇水溶液的温度,使混溶在乙二醇水溶液中的天然
气和轻烃在三相分离器内部进行充分分离,最大限度减少
乙二醇的携烃量。

(4)严格控制操作参数:①三相分离器乙二醇液位控
制在60%;②再生塔顶温控制在102℃;③再生塔底温控
制在135℃;④闪蒸罐温度控制在70℃;⑤蒸罐压力控制
在0135MPa。

41结论
乙二醇再生系统的操作中,从节能和平稳操作上面需
做到如下几点:
(1)设计好加热器的运行模式。

(2)根据天然气含水量,及时调整好乙二醇的喷注量,
从而有效控制乙二醇浓度。

(3)控制乙二醇pH值为815～713。

(4)将三相分离器液包伴热。

(5)控制好各运行参数。

(栏目主持　樊韶华)
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油气田地面工程第23卷第6期(200416)
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