乙二醇循环系统再生工艺研究

2013年第20期广东化工第40卷总第262期www.gdchem.com乙二醇循环系统再生工艺研究王赟1,王勇1,周瑞2(1.西南石油大学,四川成都610017:2.中海石油深海开发有限公司,广东珠海519050)[摘要]在乙二醇循环系统中,重点是乙二醇的再生问题。乙二醇再生效果的好坏,直接关系到天然气处理工艺是否能够正常运行和产品气的质量。详细介绍了三种乙二醇再生的方法:传统再生、预热一换热再生、换热一预热再生,并说明各自工艺的特点、存在的问题和应用情况。最后指出了乙二醇再生工艺的发展趋势并提出了建议。[关键词]乙二醇再生:新型再生塔:再生工艺:问题[中图分类号]TQ[文献标识码]A文章编号]1007-1865(2013)20-0003-02Study on regeneration Process of Ethylene Glycol Circulation SystemWang Yun, Wang Yong, Zhou rui-(1. Southwest Petroleum University, Chengdu 610017: 2.CNOOC deep-water Development Co, Ltd, Zhuhai 519050, China)Abstract: In ethylene glycol circulation system, a key is the problem of glycol regeneration. Effect of ethylene glycol regeneration is good or bad, is directlyrelated to the quality of the natural gas treatment process to the normal operation and product gas Introducing three methods of glycol regeneration: traditionalregeneration, preheating-heat transfer regeneration, heat transfer-preheating regeneration, and explains the characteristics of each process, existing problems andapplication. Finally, it points out the development trend of glycol regeneration process and puts forward some suggestionsKeywords: Ethylene glycol regeneration: New regeneration tower: Regeneration process; Problem天然气中水的存在是一个令人困扰的问题,水可以与天然气(2)根据大庆油田天然气公司的浅冷装置的运行情况,夏季乙生成固体水合物而堵塞管线,还会增加设备、管线的腐蚀性;冷二醇再生热量只需20-30kW,运行6t蒸汽炉显得大马拉小车凝水和杂质水的局部聚集会降低管线的输气量:水的存在也会增蒸汽炉负荷率极低,锅炉效率只有52%。加不必要的动力消耗,因此消除水的影响是非常重要的。在天然气中注入抑制剂能消除水对系统的伤害,常见的热(3)重沸器所需热源较小,蒸汽以气态形式回到水箱,造成大量蒸汽放空,热网漏气损失高达57.7%。学抑制剂有醇类(如乙二醇、甲醇)和电解质(如CaCl2)。在原料天13应用情况浅冷装置是大庆油田天然气公司主要轻烃回收装置,其中乙很低的溶液,使天然气中的水蒸气含量较少,降低天然气的露点,醇再生系统再生效果是影响装置运行平稳性和产品产量的主要使气流在较低温度下不生成水合物因素。大庆萨、喇、杏油田油气处理系统早期采用传统工艺再生大庆油田天然气分公司、克拉2气田、塔里木油田牙哈作业乙二醇,用蒸汽作为乙二醇重沸器的供热系统,但维修、维护及区、克拉美丽气田等采用乙二醇作为抑制剂,防止水对管道、设运行成本比较高,能源利用率低,供热系统的热效率不到30%。备等成伤的同时:保障大然气处理环若安全运行的关键是22预热换热再生工艺醇的再生问题。乙二醇再生效果的好坏,直接关系到天然气处理2.1工艺概况工艺是否能够正常运行和产品气的质量乙二醇预热-换热再生工艺是在乙二醇传统再生工艺的基础1传统再生工艺上,将乙二醇再生塔底蒸汽加热重沸器并联一台电加热重沸器乙二醇富液进入乙二醇再生塔(塔底蒸汽加热器并联一台电加热1.1工艺概况重沸器)塔顶预热,再进入贫富乙二醇换热器换热,闪蒸、过滤后乙二醇循环再生系统是油气初加工浅冷装置运行中必备的辅进入乙二醇再生塔再生。乙二醇预热-换热再生工艺避免了传统再助系统,传统的再生方式,乙二醇再生塔塔底重沸器热源一般靠生工艺维修、维护及运行成本比较高、锅炉效率很低、能源浪费过热蒸汽提供乙二醇富液进入乙二醇再生塔塔顶预热,再进入较大等缺点。其工艺流程图如图2贫富乙二醇换热器,与塔底出来的贫乙二醇溶液换热后:进入闪蒸罐闪蒸,除去富乙二醇溶液中携带的液烃:闪蒸罐出来的乙二乙二醉液醇溶液过滤后进入再生塔进行再生。其工艺流程如图1。过热蒸汽进乙二醇富液过热蒸代出电加热去火炬重沸器过雪进富换热器“闪燕罐去注系线过汽出乙三醇储萁富换器闪罐过说器图2乙二醇预热-换热再生工艺流程图Fig2 Ethylene glycol preheating-heat regeneration process过滤器22工艺存在的问题图1乙二醇传统再生工艺流程Fig. I The traditional process of glycol regeneration(1)乙二醇发泡。其原因是:①乙二醇受到污染时容易发泡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12传统工艺存在的问题度低,造成分离效果不好而发泡传统工艺存在以下三个方面的问题(2)乙二醇浓度低。其原因是:①再生塔底温度低,水不能有(1)当蒸汽管网负荷变化时,造成重沸器加热温度波动,导致效的蒸发出来,造成浓度偏低;②乙二醇喷注量不够,造成乙再生系统运行不正常,影响制冷系统的运行。醇再生塔负荷大,影响再生效果,造成浓度低。收稿日期]2013-09-25[作者简介」王赟(1988),女,重庆人,在读硕士研究生,硕士,主要从事油气储运集输及处理工艺工作广东化工2013年第20期第40卷总第262期新型再生塔塔顶采用立式换热器进行热交换;选用了造价较大庆油田油田气浅冷装置1966年10月第一套投产,装置运低、防腐效果良好的涂搪管件作为抗腐蚀材质。采用新型防腐材行过程中,在夏季工艺伴热、采暖等停掉,只有乙二醇再生塔质且带有折流板的管束式换热器作为热交换器来提高换热效率处用蒸汽,蒸汽热负荷仅有25%左右,锅炉效率低,能源浪费大,同时,用计量泵作为其转液设备,并在塔顶增加2条副线。新型乙二醇再生塔具有以下特点器。喇二压气站氨压缩制冷装置乙二醇再生系统采用预热-换热再(1)采用防腐处理新技术。新型乙二醇再生塔上与之相连的常生工艺,夏季可以停运锅炉,节省物料消耗,降低岗位人员的劳温管道采用聚丙烯衬里,阀门采用衬四氟乙烯的球阀。对塔内壁再生循环系统平衡运行,能达到非常可观的效’保证乙二醇和髙温换热设备内部的管束内外壁进行3次涂搪工艺处理,涂层厚度350-500m。里木油田牙哈作业区400×104md高压凝析气处理装置是2)采用新工艺。在新式再生塔富液进入第一个换热器壳程前国内目前规模最大的凝析气处理装置,其乙二醇再生方式采用预增加了旁通线,经过换热后的液体再次与塔顶立式換热器进行换热-换热再生工艺,减少了乙二醇平均用量,明显增加了再生塔的热,该处同样增加了旁通线。运行周期,减少了系统停运次(3)配套新设备。新型乙二醇再生塔的提升泵、转液泵上配备3换热预热再生工艺了薄膜式柱塞计量泵。3.1工艺概况3.3应用情况乙二醇换热-预热再生工艺采用乙二醇富液首先与贫液换热,新疆油田公司石西油田作业区莫北转油站在2009-07安装投再进入新型再生塔塔顶预热取代预热-换热再生工艺中乙二醇首用新式再生塔,截止到2009-12,设备一直正常工作,乙二醇均能先在再生塔塔顶预热,再进入换热器预热的方法对醇进行再生。新型再生塔的新型防腐材质能延长再生塔的使用寿命,节省艺防止水合物的生成,其乙二醇再生装置采用换热-预热再生工资金,消除因腐蚀、高温循环再生而造成的潜在安全隐患。其工艺,与预热-换热再生工艺形成了不同的温度梯度,从而避免了乙艺流程如图3。醇发泡、乙二醇损失量大等问题;通过模拟计算,乙二醇损失量降低为0.04kgh9。克拉2气田中央处理厂采用在低温分离前注乙二醇防止水合物形成的方法,其再生装置采用换热-预热再生工艺,将乙二醇的去火炬英热器省耗量从原来的1000kgd降低到60kg/d设计消耗量为800kgd,较大的提高了经济效益0过滤暮戊7副34三种乙二醇再生工艺对比二醇循环再生系统电加热技术、新型再生塔的应用,年可获得很高的直接经济效益,同时改变换热、预热顺序亦对再生结液罐导热果产生较大的影响,三种MEG再生工艺对比如表由表1可知:在能耗、物料效益、乙二醇消耗量三方面,换导热出热-预热再生工艺占有明显的优势。3.5工艺遗留问题柱塞式计量泵采用换热预热再生工艺,会出现乙二醇装置结垢(碳酸盐沉淀),主要的结垢部位在管道、过滤器、贫富液换热器、再生塔填注系统料和重沸器管束等:结垢不仅会影响重沸器、换热器的换热效果造成乙二醇污染,还会附着在填料表面,影响填料的工作性能,图3乙二醇换热-预热再生工艺流程图并增大塔顶产物乙二醇携带量。虽然采取了阻垢剂、定期清洗换g 3 Ethylene glycol heat- preheating regeneration process热器和填料等措施,但阻垢剂的加入会影响乙二醇的再生效果甚至会导致乙二醇再生不合格41。3.2新型乙二醇再生塔表1三种MEG再生工艺对比!1ison of three MEG regeneration process能耗(折标煤/)物料效益(节约效益/元)乙二醇消耗(kg104传统再生36.9960.96预热-换热再生25,0880.47换热-预热再生24.09624结论优化[天然气工业,2006,26(1):141-142影么着乙二醇再生工艺的不断优化,解决了乙二醇再生时重沸(8刘延昌,赵波,陈磊,等.新型乙二醇再生塔的研发门石油化工设备热温度波动、热能损失大、乙二醇发泡题,但是仍有部分问题仅仅是降低了其危害,并不能完全的避免醇耗量大等问9)蒋洪,郑贤英.低处理量乙二醇再生工艺改进门石油与天然气化工2012,41(2)个过滤器,并不能完全避免结垢,因此需加除盐装置,如纳滤,单华,雷政,克拉2气田中央处理厂降低乙二醇损耗措施门天膜过滤法、蒸发结晶法等,除去MEG中的盐,从本质上解决结垢的问题。另外在再生系统中加入阻垢剂虽然能避免结垢,但是]晁宏洲,王赤宇,马亚琴,等,乙二醇循环系统的工艺运行分析门石油与天然气化工,2007阻垢剂反过来亦会影响乙二醇的再生,因此研究新型的阻垢剂亦121 Nazzer CA, Prime Services Ltd, Keogh J,etal. Advances in glycolreclamation technology[C]. Offshore Technology Conference, 1 May-4May006, Houston, Texas参考文献[3]Khorrami Z, Karimkhani B. Finding the Best Alternative for Plugging[梁平,王天祥.天然气集输技术[M北京:石油工业出版社,2008Problem in MEG Regeneration Unit Using AHP Method[C]. SPE Russian Oil[2]林存瑛.天然气矿场集输[M].北京:石油工业出版社,1997and Gas Conference and Exhibition, 26-28 October 2010, Moscow, Russia.系统再生装置的改进门油气田地14张海燕,张淑香.乙二醇脱水系统防腐阻垢技术研究D,大庆:大庆4 Kerry van Son, Charlie Wallace. eclamation/regeneration of glycols used5海燕,宁英男,孙开天然气乙二醇脱水系统监测分析与防for hydrate inhibition[C]. The 12 Annual Deep Offshore Technology与防护26(12):15-1Conference and Exhibition, New Orleans. LA. USA, 2000[16]Nazzer CA, Prime Services Ltd, Keogh J, et al. Advances in Glycol[5]赵德芬.乙二醇再生系统的优化运行油气田地面工程,2004,23(6Reclamation Technology[]. Offshore Technology Conference, 2006, 4(1)6]余斌,姜义民,中七浅冷装置乙二醇再生系统技术改造门油田节能,2007,18(3)(本文文献格式:王赟,王勇,周瑞。乙二醇循环系统再生工艺研7马全天,王玉,杜福祥,等。牙哈气田凝析气处理装置乙二醇系统工艺究[]·广东化工,2013,40(20):3-4)