东方1－1气田三甘醇脱水系统处理能力挖潜

2012-02-09田汝峰谢艳娥

河南化工 2012年12期

田汝峰，谢艳娥

(中海石油(中国)有限公司湛江分公司，广东湛江 524057)

1 东方1－1气田脱水系统设备简介

从天然气中脱除水汽以降低露点的工艺，称之为天然气脱水。三甘醇以它较大的露点降、技术上的可靠性和经济上的合理性而在天然气脱水中普遍使用。三甘醇的脱水深度一般用露点降来表示，露点降是指天然气脱水接触塔操作温度与脱水后干气露点温度之差。三甘醇接触塔的脱水效果取决于进料气的流量、温度、压力及贫甘醇的纯度、温度和循环量，以及天然气在接触塔内与甘醇接触时间。

东方1－1气田是由三个井口平台及一个集生产、处理、生活于一体的中心平台组成，一期投产中心平台和井口E平台，外输天然气400×104～500×104m3/d，二期投产井口A/B平台，整个气田外输天然气达到800×104～830×104m3/d。中心平台除D2h/D8h两口井天然气CHn含量较高外，其余气井因CHn含量较低、CO2含量较高无法用作燃料气。东方1－1气田采用三甘醇脱水技术脱水，其脱水系统由马来西亚KAVANER公司设计和建造，主要由天然气过滤分离器、三甘醇接触塔、天然气/三甘醇换热器以及三甘醇再生装置组成。2003年8月投入使用。

2 三甘醇系统提高炉温的改造

气田脱水系统投入运行以来，频繁出现再沸炉炉温低、露点降不达标，三甘醇再生系统经常熄炉，原设计大部分信号处于旁通状态，给三甘醇炉的运行带来了巨大的安全隐患，影响气田正常生产，通过摸索，气田对三甘醇系统先后进行了五次改造:

①为增大燃气的瞬时流量，提供更多的热量来提高炉温，从而保证贫三甘醇的纯度，2003年10月分别对A、B两串三甘醇再生装置中再沸炉燃气系统进行了改造，具体内容如下:将燃料气压力控制阀的阀芯从1/4″换为3/8″;将主燃烧头喷嘴的内径从6.35 mm 扩至7.0 mm。

该方案改造实施后，经过近一周的试运行，系统参数已基本稳定，在三甘醇脱水系统单串、天然气处理流量为5万～8万m3/h、CO2含量26%左右、天然气冷却器气出口温度为34℃的情况下，再沸炉的炉温徘徊在190～200℃之间，外输气体品质经测试证明合格，在工作压力为4MPa时，水露点－15～－27℃左右。

②根据现场实际，从生产管汇引一条1/2″的临时管线从低碳井D8h井经测试管汇到测试分离器，利用测试分离器除去液相后，通过减压阀把压力调节到1.85 MPa，汇入三甘醇再生装置中再沸炉燃气系统，从而降低燃气中CO2含量，来达到提高燃气热值，提高再沸炉的温度，最终实现提高三甘醇的纯度的目的。

从临时管线投用后的实践看来，保持燃气组分在16%左右，再沸炉炉温可以加热到200℃左右，三甘醇的纯度得以提高，露点降加大，提高了三甘醇脱水系统的有效处理量。

改造后单串试验记录见表1、表2。

表1 再沸炉燃气系统A改造单串联试验记录

表2 再沸炉燃气系统B改造单串联试验记录

从上表可看出，从接触塔出口流量计的读数来看，单串的最大处理量已达到14×104m3/d。

③三甘醇再生系统经常熄炉，为此进行了一系列的改造，比如加挡风板、防风罩等，另外还添加了中控遥控点火单元，能够实现遥控点火，保证再沸炉的正常燃烧。

④井口E平台输送至中心平台的天然气组分中CO2为6% ～9%，气田从段塞流捕集器E气出口引一条1/2″的仪表管线，通过减压阀把压力调节到合适值后汇入再沸炉燃气系统，即可解脱中心平台的测试分离器，给再沸炉燃气系统提供新的燃烧气源。

⑤东方1－1气田原设计三甘醇系统相关信号所引发的关断等级均为3D/3F级别，自投产以来，为了确保能够给下游用户连续供气，三甘醇系统的大部分关断信号(44个)一直处于旁通状态，这样虽然确保了生产的连续性，但给三甘醇再沸炉的运行也带来了一定的安全隐患。信号旁通后三甘醇再沸炉缺乏必要的自动停炉保护措施，即使三甘醇再沸炉出现温度高高也不能自动停炉。通过改造，将三甘醇相关逻辑由原来的3D/3F生产关停优化为4级，三甘醇系统级单元关停，经过优化和改进后，避免了三甘醇液位波动时导致天然气携带量过大，或不必要的3D/3F关停后恢复生产时造成大量三甘醇的损耗，使三甘醇得到更有效的利用。从下游用户露点的角度看，逻辑修改并恢复正常之后，三甘醇系统运行平稳，避免了液位和温度的波动，使三甘醇接触塔脱水效果得到保证，下游用户露点有明显改善。