乙二醇再生回收技术在海上平台的应用

石油与天然气化工第43卷第2期CHEMICAL ENGINEERING OF OIL gas113OIL AND GAS TREA乙二醇再生回收技术在海上平台的应用刘飞龙倪浩曾树兵姜振晖油气处理与加工(1.海洋石油工程股份有限公司2.中海油天津液化夭然气有限责任公司)摘要乙二醇(MEG)再生回收装置首次应用于海上平台,其流程包括预处理、再生和脱盐3部分。预处理通过闪蒸脱除MEG富液中的轻烃并加λNaOH,利用化学反应脱除能生成沉淀物的二价盐。再生过程是在低压下利用精馏原理将轻组分(水)与重组分(MEG)分离,获取质量分数高于80%的MEG贫液。MEG贫液脱盐采用负压闪蒸的方法使可溶性一价盐(Na等)和MEG分离,最终获得合格的MEG贫液。装置性能稳定可靠,MEG损失量少,具有广阔的应用前景。关键词乙二醇预处理再生回收热降解脱盐中图分类号:TE866文献标志码:BDO1:10.3969/sn.10073426.2014.02.01Application of meg regeneration and reclamation technology on offshore platfomLiu Feilong. Ni Hao, Zeng Shubing, Jiang Zhenhui(. Offshore Oil Engineering Co, Lid, Ti(2. CNOOC Tianjin LNG Co, Ltd, Tianjin 300452, China)Abstract: The MEG regeneration and reclamation technology is successfully applied to offshore platform. The process includes MEG pre-treatment, regeneration and desalination. Thepre-treatment section is designed to remove hydrocarbon from the rich MEG and divalent metalsalts, w hich can generate precipitation by reacting with sodium hy droxide. Adopting distillationcolumn, the MEg regeneration section operates at a pressure slightly above the atmospheric pressure, and the mass concentration of lean MEG solubility should be more than 80%. The keytechnology of the process is desalination, w hich uses a vacuum flash separator to crystallize andremove the high soluble one valence salts, and primarily sodium salts from the lean MEG. TheMEG regeneration and reclamation package has good performance and less MEG loss. Therefore,it has a variety of applications in prospectKey words: MEG, pre-treatment, regeneration, reclamation, thermal degradation, desalina随着我国南海深水油气田的开发,各项配套技二醇(MEG)通常被用作水合物抑制剂注入油气生术取得长足的进步。几十年来,为了将海底油气安产管线和相关设备中。甲醇是一种高效水合物抑制全输送至海上平台或陆地终端处理设施,甲醇和乙剂中国煤化工MEG更容易溶解在CNMHG基金项目:“十二·五”国家科技重大专项“南海北部陆坡(LW3-1及周边)深水油气田工程设计、安装”(2011ZX05056-003-作者简介:刘飞龙(1982—),男,江西高安人,工程师,2008年毕业于华南理工大学化学工程专业,工学硕士,现任职于海洋石油工程股份有限公司,主要从事海洋石油工艺设计和流动保障工作。地址:(300451)天津市塘沽区丹江路1078号616信箱B座。电话:022-66909182。E-mail:liu[amail.cooec.com.cn114刘飞龙等乙二醇再生回收技术在海上平台的应用2014油气流体中,不易回收,故损失量较大。若只需临时游离烃和溶解烃,分离岀来的气体进亼低压火炬,油或偶尔注入水合物抑制剂,适合注入甲醇。当需连进入烃液回收系统,MEG富液流体经加热器加热续注入时,出于经济性的考虑宜选用MEG至预定温度后进入预处理器脱除二价盐。1MEG再生回收装置简介从地层中产出的油气会带出地层水,其中溶有大量的二价金属阳离子(如Fe、Ca2、Mg2、Ba2早期的MEG再生回收装置操作较复杂,随着等),若不加以脱除,会造成管线和设备的堵塞和腐技术的发展,MEG工艺的成本、可靠性操作安全蚀。因此,在预处理器中加入NaoH或NaCo利性和环境影响等问题已逐步得到解决,促进了MEG用化学反应使MEG富液中二价金属阳离子生成沉再生回收技术的发展2。海上油气田开发过程中淀物,然后通过颗粒过滤器除去。当颗粒过滤器压MEG再生回收系统分为预处理、再生及脱盐3个步差或时间达到设定值时可进行自动清洗骤,见图1。3再生烃类气体、C02水用作水合物抑制剂时,MEG贫液质量分数通MEG富液□预处理再生合格的MEG贫液常为80~95%。因此,经预处理后的MEG富液需进行脱水以实现再生。MEG再生采用精馏的原烃液二价盐沉淀物脱盐(Ca、Fe等理,其流程如图3所示,主要设备包括再生塔、再沸价盐(Na)器、冷凝器、回流罐、换热器和泵等。图1MEG再生回收装置组成预处理后的MEG富液经换热器加热后进入再Figure 1 Overall systems configurationof MEG regeneration and reclamation unit生塔,上段为精馏段,下段为提馏段,冷凝器从塔顶提供液相回流,再沸器从塔底提供气相回流。在精2预处理馏段,气相上升的过程中,轻组分(水蒸气)得到精MEG再生回收系统中预处理的目的是脱除制,并在气相中不断增浓,塔顶获得轻组分(水蒸气)MEG富液中的轻烃和二价盐,其流程如图2所示,产品,经冷凝后的不凝气体通过冷放空排出,再生塔主要设备包括预加热器、闪蒸罐、预处理器、泵、颗粒操作压力应略高于冷放空压力。采用流量控制阀控过滤器和化学药剂储罐等制凝液回流,剩余凝液进入生产水处理系统。在提馏段,液相下降的过程中,重组分(MEG)得到增浓,MEG富液→1b烃类气体去火炬闪蒸罐从塔釜获得MEG贫液,经再沸器加热后,气相进人预加热器(闪蒸罐去冷放空去烃液NaOH储罐回收系统加热器回流罐去生产水预处理器MEG贫液处理系统去再生去脱盐流程冷凝器MEG富液泵颗粒流程过滤器回流泵来自颗粒图2预处理流程过滤器Figure 2 Flow of pre-treatment system中国煤化工从海上平台工艺流程中分离出来的MEG富液CNMHG流体经预加热器加热后进人闪蒸罐,脱除游离烃和溶解烃。为利于溶解烃闪蒸,闪蒸罐应采用较低的MEG贫液泵操作压力。在闪蒸罐中设置撇油槽,增加油水分离图3MEG再生流程面积,流体在闪蒸罐中应有足够的停留时间,以分离Figure 3 Flow of MEG regeneration system石油与天然气化工第43卷第2期CHEMICAL ENGINEERING OF OIL gas115再生塔底部,液相经泵増压后与人口MEG富液换二价盐被脱除,但仍有一价不挥发钠盐溶解在MEG热冷却至一定温度后进入脱盐流程。MEG发生热贫液中。为使MEG贫液中的盐含量达到工艺要降解的温度为160~165℃,故再沸器温度应低于此求,需对其进行脱盐处理值MEG贫液中的钠盐采用负压闪蒸的工艺方法4脱盐2。1进行脱除,其流程如图4所示。主要设备有负压闪蒸罐、负压冷凝器、MEG贫液接收罐、循环加热器、由于油气开发过程中含有地层水,经预处理后盐罐、离心机、盐溶解罐及泵等。安全区域放空MEG蒸气lEG贫液负压冷凝器收辑含盐的MEG贫液合格的MEG贫液闪蒸罐MEG贫液泵循环加热器△离心机盐罐生产水盐溶解罐去生产水处理系统图4脱盐流程Figure 4 Flow of MEG desalination system含盐MEG贫液和MEG循环液以1~5m/s表1MEG再生回收装置主要参数及能量消耗的流速沿水平切线方向进入负压闪蒸罐,两股物流Table 1 Key parameters and energy consume ofMEG regeneration and red amation unit沿负压闪蒸罐壁面形成大而薄的液膜并混合在起,在负压状态下料液被气化,由于离心力的作用使上层甲板( U pper Deck)闪蒸罐预热器能耗/kW得MEG蒸气与盐得以分离。气相进入冷凝器冷凝尺寸20(W)×15(L)×23(H能耗/kW849后获得合格的MEG贫液,不凝气体通过真空泵排放至低压火炬。随着液体的不断气化,负压闪蒸罐质量贫/MEG富液638换热器能耗/kW底部的MEG溶液钠盐达到饱和并形成固体颗粒,平台气体处理量/14×10MEG贫液冷凝器能耗/kW不断沉淀下来流入下部盐罐。循环液从负压闪蒸罐MEG富液体积再沸器能耗/底部抽出,为使进料完全气化,循环液需提供足够的17252中国煤化工显热。同时,为了避免MEG发生热降解,循环液加TH循环加热器CNMHG能耗/kW热温差不能太高,般为10~20℃。因此,所需的MEG贫液中盐循环液流量较高。循环液压力低于其沸点压力,其质量浓度/g·L-)负压冷凝器3092能耗/kW水含量少,温升低,在加热器内不会发生沸腾MEG损失量/沉淀下来的盐粒通过降液管流入盐罐,为了减(kg·h)116刘飞龙等乙二醇再生回收技术在海上平台的应用2014少MEG损失,用再生冷凝后的蒸馏水置换盐罐中油气混输海底管道输往终端进一步处理。由于深水MEG,饱和盐水和盐浆用泵分批打入离心机,分离气田井口压力高,经油嘴节流后温度降低,为防止油岀来的滤液返回盐罐,盐进入盐溶解罐,加亼水溶解气在海底管道中产生水合物,通过脐带缆中的化学后打入生产水处理系统,MEG损失量小于10kg/t药剂管线在水下油嘴处连续注入MEG,油气登陆平盐台后进入段塞流捕集器进行气液分离,分离出来的5工程应用含MEG液体(其主要组分为凝析油和水)再经MEG再生回收装置处理,再生合格的MEG贫液循在中国南海某深水气田,采用水下生产设施依环使用。MEG再生回收装置主要参数如表1和表托海洋平台进行开发,从水下采油树采出的流体由2所示。海底管线汇接至中心平台处理,合格油气进入浅水表2主要物流参数Table 2 Main parameters of streams物流号12345678910121314温度^℃8090951231238686133压力/kPa(G)350204001303045030400300300-81-8625050体积流量/(m3·h1)72.847.639.239.239.226.414.414.413.813.857265013.213.20.1注:①此处为MEG负压闪蒸后气相流量,其余为液相流量②此物流为化学药剂NaOH水溶液,质量分数为50%6结论用,脱盐技术尚处于发展阶段,且被国外公司所掌在深海气田开发过程中,为了保证高静水压力握,亟需我国科硏院校与企业对关键设备进行硏制和低环境温度下的油藏流体安全通过海底管道输送优化工艺流程,为我国深水气田开发提供技术保障。至平台,通常需在油嘴和海底管道入口处注入参考文MEG,防止水合物生成。出于经济性和环境因素的日云程,孙敏杰,罗向权,等,有油工程中的水合物抑制剂[]特考虑,MEG再生回收装置已被应用于海上平台。[2] NazzerC A, Keogh J. Advances in glycol reclamation technolo在设计海上平台MEG再生回收系统时需考虑以下1. Offshore Technology Conference. Houston: LS.1.J问题3]晁宏洲,王赤宇,马亚琴,等.乙二醇循环系统的工艺运行分析(1)MEG再生回收流程所面临的最大挑战不(赵德芬,乙三醇再生系统的优化运行[],油气田地面工程,是MEG再生,而是盐沉降结垢、腐蚀管线和设备2004,23(6):47脱盐处理为该装置的重要工艺环节,其技术难点是[5]梁平,单华,雷政,等,克拉2气田中央处理厂降低乙二醇损耗措施[J].天然气工业,2008,28(6):124-126负压闪蒸脱盐工艺。设计前应分析油气藏地层水盐[6蒋洪,郑贤英,低处理量乙二醇再生工艺改进[J],石油与天然气化工,2012,41(2):183-186,248含量及组成,最终确定装置需脱除的盐量[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(2)处理过程中会损失少量MEG,其主要原因统工艺优化[.天然气工业,206,26(1):141-142[8]孙志高,郭开华,樊栓狮,等,含乙二醇和盐体系气体水合物相是预处理过程中过滤颗粒的携带,以及脱盐处理过程中微量MEG随盐溶液排放至生产水处理系统。中国煤化工学摸02.(10159CNMHG先进控制与优化[]化工进因此,生产过程中要及时添加合格的MEG贫液。(3)正常生产时需每周对NaOH药剂进行取101刘延昌,赵波,陈磊,等,新型乙二醇再生塔的研发],石油化样分析,确保MEG再生回收装置的安全可靠运行。(4)世界上仅30多套MEG再生回收装置在收稿日期:2013-10-31:修回日期:2013-11-07;编辑:温冬云