三甘醇脱水工艺问题分析及对策

王军 王竞勇 贾刚 潘剑 邱宗毅

摘要：本文针对西南油气田分公司蜀南气矿在使用脱水装置对页岩气湿气处理过程中，出现的高负荷运行导致三甘醇重沸器温度达不到工艺要求，出现三甘醇的再生不合格，继而引发三甘醇发泡等问题的出现，本文提出了吸收塔塔底液位控制、重沸器温度控制等多种有效的改进方案。根据实际的运行表示，使用這些优化方案可以有效的提升脱水装置实际的工作性能，保障其运行的稳定性，为装置的长期使用提供更多的保障。

关键词：三甘醇;页岩气;脱水;水露点;再生

前言：

在现今国内外使用天然气脱水的过程中，主要使用的是冷冻分离法、分子筛吸附法、悬离分离法等，使用TEG溶剂吸收法有着比较成熟的工艺，且在实际使用过程中有着安全高效、易再生等多种优势，现今该技术的使用已经成为最为普遍的一种天然气脱水工艺。在使用TEG脱水工艺的过程中，运行过程的原料气是从其底部进入到吸收塔中的，其与TEG是一种逆流的接触，TEG将原气中的水分有效的吸出，将脱水之后的天然气送至到销售管网中。

一、存在问题分析及解决措施

西南油气田分公司蜀南气矿在使用脱水装置的过程中，其处在长期的高负荷运行中，再生系统的TEG重沸器温度会出现达不到工艺要的现象，导致其再生不合格，继而污染物引起TEG发泡等问题的出现，针对于上述的问题加以分析并提出优化措施。

（一）脱水原料气的影响

当运行过程中TEG出现闪蒸之后，就会将其中的大部分的甲烷、乙烷等气体蒸发出来，并且TEG富液再经过了再生塔顶部盘管与贫富液换热器之后，温度就会上升到175℃，当其再次进入到TEG再生塔时，就会在180-204℃的温度下通过，将富液中存在的水分与烃类有效的脱除。TEG富液与再生塔之间展开换热时，在冷却再生塔的顶气态TEG中可以减少对其的消耗[1]。因为装置处于长时间超负荷运行，易出现冲塔等多种异常，气田水会顺着湿气的路线，直接的进入到吸收塔中与TEG相混合，就会导致出现污染的现象，尤其是气田水中盐份和杀菌剂与TEG发生反应的过程中，会产生大量的污垢，导致其黏附在相关的管线上，继而重沸器中出现大量的污垢，长时间的存在不利于脱水系统的运行，降低了TEG实际的换热效果。重沸器中的TEG温度始终都是小于180℃，促使TEG的实际质量分数要低于设计值，所以最后的再生并不合格，就会导致产品的气水露点不达标。重沸器温度与TEG贫液质量分数以及产品气水露点之间的关系，主要研究的时重沸器中的温度对于TEG再生产生的影响效果。

从上图中我们可以得到，重沸器温度在不断上升的过程中，促使TEG浓度也呈现出一种上升的趋势，同时其产品气水露点呈现出的则是一种降低的趋势。主要是以为TEG富液再生的过程中，是一个吸热的过程，在高温的环境下促使TEG中的水分与烃类等物质之间，展开了一种传热反应继而实现再生，并且最终的再生效果是比较好的，TEG浓度不断升高，就表示对湿气的脱水效果更好，促使产品气中的水露点可以降低。当温度处在180℃时，TEG浓度就会达到99.8%。实际上的操作温度不能够超过TEG的降解温度，也就是204℃，根据实际施工的消耗，需要将该公司的脱水重沸器的温度控制在180-204℃之内。

（二）汽提气流量的影响

下图为汽提气流量对产品气的水露点所造成的影响，在使用脱水装置的过程中，脱水单元中使用的汽提气是脱水后的产品产气，在实际使用中与水露点之间的关系曲线，最终可以得到y=93.32-13.74x+0.42x2关系函数。

从上图的数据中我们可以得出，随着汽提气流量的不断增加，促使产品气的水露点在不断的降低，再次经过DCS之后气体的流量就会逐渐的变得平缓，从原本的11m³/h增加到14m³/h，此时产品中的水露点有着非常明显的降低，汽提气在该阶段中，与TEG之间的反应会随着汽提气的增加不断增加，当其使用大于15m³/h时，就会增加对于TEG再生的实际使用效果，对于产品的水露点产生的影响比较小。

二、TEG发泡

（一）TEG发泡原因及现象

在脱水装置长期运行的过程中，因为自身的降解等导致原料气中带有一些锈渣、盐份以及污垢等多种杂质，以及气雾沫夹等多种原因，就会导致TEG出现发泡的现象。

（二）防止TEG发泡措施

为了避免出现TEG发泡，就需要采取以下的相关措施。

①要充分实现对吸收塔压力、液位的控制，在装置使用中出现异常时，需要将调节阀改为手动控制，并且设定好脱水装置背压阀的开度，严格的实现对净气的进口流量控制。

②加强对脱水原料气的过滤，排污，避免出现更多的杂质和窜塔现象。

③有效的控制TEG再生温度，避免超过204℃，防止因为超温出现再次降解。

④有效控制各项氮气保护装置，避免氮气进入到脱水单元造成影响。

结语：

本文主要是对脱水单元工艺流程以及控制系统等相关问题加以阐述，同时提出了优化并改进脱水单元工艺控制系统。针对于吸收塔塔底液位控制来讲，有效的增加了脱水单元使用的可靠性，有效的调节循环量、汽提气流量等措施的应用，高效的解决了重沸器出现温度不高的问题，促使TEG在使用中的再生效果更好，产品的浓度更高。针对于存在的TEG发泡效果，需要加强对原料气过滤，同时有效的控制氮气进入脱水单元。

参考文献：

[1]王勇，闪从新，伍坤一. 页岩气三甘醇脱水装置脱水效果评价研究[J]. 石油与天然气化工，2020，49（06）：1-7.

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西南油气田分公司川中油气矿南广采油气作业区  四川   637100

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