进口天然气三甘醇脱水装置检修及问题处理

马志荣，祁明业，王海瑞，刘双全，傅俊义

（1.克拉玛依职业技术学院，新疆 克拉玛依 834000；2.中国石油新疆油田油气储运分公司，新疆 克拉玛依 834000；3.寿光实华天然气有限公司，山东 寿光 262700）

某增压站是新疆油田油气储运公司管道天然气输送增压站，天然气输送过程中脱水采用加拿大普帕克公司进口的三甘醇脱水装置。该装置投产于2010年，运行以来装置跑冒滴漏现象严重，脱水效果差，外输天然气水露点达不到设计输送要求。近年来，由于市场份额的萎缩，加拿大普帕克公司已经退出新疆油田市场，外协市场内该装置检修呈现空白状态。

1 三甘醇工艺介绍

三甘醇脱水工艺主要包括吸收和再生两大部分：天然气在一定压力和常温下脱水，富醇溶液在高温和低压下再生（图1）。

图1 三甘醇脱水工艺流程图

如图1所示，天然气从三甘醇吸收塔下部进入，在塔内与从塔上部流下的三甘醇贫液进行交换，将在塔内向上流动的天然气中的水蒸气吸收。吸满水的富甘醇从塔底排出，经过三甘醇储罐中的预热盘管后，通过闪蒸罐闪蒸、过滤器过滤后进入重沸器上部的蒸馏塔顶部[1]。

重沸器中产生的蒸气，将通过蒸馏塔的富甘醇中的水蒸气提走，上升蒸气夹带的甘醇冷凝后重新流回重沸器，未冷凝的水蒸气从上部排出与环境换热而冷凝成水排出。再生好的甘醇溢过重沸器挡板流入甘醇储罐，然后通过能量泵将甘醇压力提高到吸收塔压力，经过干气-贫醇换热器进入吸收塔顶开始新一轮循环[2]。

2 脱水装置存在问题

该增压站三甘醇装置自2010年10月投产以来，一直保持生产运行状态，未进行过检修工作，存在三甘醇损耗增大、三甘醇变质、系统泄漏等问题。

2.1 天然气水露点检测不合格

该增压站三甘醇在运行过程当中，水露点一直检测不合格（表1）。

表1 天然气水露点统计

2.2 装置泄漏点较多

三甘醇脱水装置存在严重的跑冒滴漏现象，受甘醇溶液、水蒸气、风吹雨淋等因素影响，装置泄漏处锈蚀斑斑，甘醇溶液消耗较大（图2）[3]。

图2 装置泄漏严重

2.3 精馏柱排气带液

精馏柱作用是分离甘醇富液加热气提蒸汽中的甘醇溶液，由于精馏柱内部盘管表面结垢和污染严重，达不到有效冷却分离甘醇的作用，致使部分甘醇随蒸汽排出装置，造成生产区域内味道较大（图3）[4]。

图3 再生排气污染

2.4 甘醇泵运行压力不足

现场测试甘醇泵工作压力只有0.8 MPa，远达不到装置循环运行1.2 MPa的规定值，导致甘醇溶液与天然气交换不充分，影响脱水效果（图4）[5-6]。

2.5 甘醇发黑变质

装置运行以来，只是按照厂家技术指导对装置所需的甘醇采取补缺的添加方式，未彻底清理甘醇罐及管线，甘醇使用时间长，溶液黏稠、发黑，吸水能力降低。

图4 甘醇泵

3 现场检修

3.1 停运装置

切换流程至旁通流程，将天然气导出脱水装置，并在吸附塔进、出口阀门处加装盲板。停运脱水撬，三甘醇退液集中回收。

3.2 热蒸、清洗

三甘醇脱水装置由单体设备与连接管线组成一个密闭的循环空间，三甘醇在甘醇泵的压力驱动下进行着交换、吸附、加热、提纯、再生等循环过程，对设备进行热蒸、清洗，能够有效去除设备内壁中的积碳、结垢以及附着物，减少甘醇污染，提高甘醇纯度，加强交换吸附能力。

3.2.1 吸附塔热蒸与清洗

吸收塔是三甘醇脱水装置的关键设备之一，主要分3部分：下部预分离段，中部吸收段，上部气液捕集段。吸附塔内共有9层塔盘，并设有分隔板，清洗过程需要对每层塔盘进行蒸汽高温热蒸、清洗。清洗过程中要依次从最高一层开始往下逐层热蒸、清洗，直到每层都流出清水为止，清洗排出的废水应全部排入罐车防止污染环境。

3.2.2 过滤器清洗

三甘醇脱水装置设置有固体颗粒过滤器及活性碳过滤器，主要是过滤系统内三甘醇溶液中的非烃类杂质。

清洗过程中，应检查颗粒过滤器内滤芯是否完好，是否变质。对固体颗粒过滤器和活性炭过滤器内壁进行高温蒸汽热蒸和清洗，清除过滤器内杂质及结垢，清洗至放空排出液体为清水为止。

3.2.3 重沸器热蒸与清洗

重沸器包含了再生和重沸两部分，主要由富液精馏柱、加热罐、贫液气提柱、换热罐组成。热蒸时连接蒸汽管线，对单体设备进行逐个清洗。清洗富液精馏柱时需要将精馏柱吊装至地面作业，其他设备可在装置撬上进行作业，清洗时以外排出的蒸汽冷凝水清浊度来判断是否清洗干净。一般来讲，待外排蒸汽冷凝水清澈无杂质即可判定为清洗完毕。

3.2.4 其他设备热蒸与清洗

其他设备包括燃气缓冲罐、换热缓冲罐、富液罐、贫液罐、换热器、闪蒸罐、甘醇循环管路等。热蒸清洗过程中需要对所有部件逐一进行热蒸清洗处理，确保清洗作业全面无遗漏。

3.3 漏点维修及故障点排除

该三甘醇脱水装置表面主要存在的问题是泄漏和装置运行压力低。在检修过程中，对富液罐液位计、甘醇循环管路连接部位、管线所有阀门进行连接紧固和维修保养，试压显示管线连接部位泄漏现象全部消除，脱水橇上所有阀门开关灵活，密封合格，无泄漏。

检修程序：吹扫仪表风管线、汽提气管线及燃料气管线；拆卸更换富液罐防爆膜；对装置柱塞泵进行大修；对进、排气凡尔进行精研，增强密封性，更换骨架油封、凡尔座弹簧，提升柱塞泵工作压力；检修重沸器炉膛火嘴和点火装置；对装置上全部的气动调节阀进行检修；对所有三甘醇管线进行连接和吹扫，添加三甘醇溶液，为投产做准备。

3.4 投产

将三甘醇脱水流程切换成小循环模式运转，加热提纯三甘醇，拆除吸附塔进口阀门和出口阀门处的盲板，将天然气倒入吸附塔，将三甘醇脱水流程切入大循环流程，导入吸附塔对天然气进行脱水。

4 结束语

经过对该增压站三甘醇脱水装置检修，系统导入运行后脱水装置各项指标恢复正常，装置运行中存在的问题全部消项。

在进行维检修过程中，为了控制成本，大量采用国产配件及测绘加工的方式解决故障配件问题，不仅从技术上打破了国外公司的垄断和封锁，也避免了委外维修必须订购原厂进口配件的不合理支出。保证了售后服务要求，走出了具有新疆油田自己特色的设备设施自主化维修道路，为企业直接节约维修成本支出70余万元。