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乙二醇再生工藝問題分析與優化方案
更新時間:2017-08-29 點擊數:1208
在天然氣管輸過程中含有飽和水的天然氣極易在管道中生成水合物,會阻塞管線閥門,影響生產的正常進行。一般注入乙二醇來防止水合物的生成。為降低乙二醇投入費用,必須對其進行再生回收。
  但在乙二醇再生工藝中,卻存在很多問題,如醇烴分離效果差、設備腐蝕結垢、乙二醇發泡等,大大降低了注醇工藝的經濟性與可靠性。通過確定正確的再生操作方法、合理添加藥劑以及優化再生設備來解決乙二醇再生工藝存在的種種弊端。
  1 存在問題
      1.1 醇烴分離效果差醇、烴、水混合物進入三相分離器進行分離,如果分離器內的溫度過低或者混合物在分離器內的停留時間過短,可能會造成醇烴分離效果變差。此時部分凝析油進入乙二醇再生塔,導致發泡、沖塔、裝置結等問題。
  1.2 再生裝置結垢堵塞一般氣田產出水中礦化度較高,如果再生系統入口處未設置機械過濾裝置,循環帶來的腐蝕雜質與水中析出的鹽分會逐漸聚集,使管線及換熱器、重沸器等設備結垢,還會導致水下的乙二醇注入管線堵塞。
  1.3 再生設備腐蝕天然氣中含有H2S、CO2等酸性氣體,乙二醇被注入天然氣系統時,會吸收部分酸性氣體,導致乙二醇酸性不斷增大,當其進入再生系統后碳鋼腐蝕將急劇加速,造成設備的極大破壞。同時乙二醇系統中含有溶解氧,能加速金屬設備的腐蝕過程。
  1.4 貧富液換熱效果差在再生過程中,由重沸器底部流出的乙二醇富液要與貧液進行換熱。一般利用套管摘要式換熱器進行換熱,但由于套管式換熱器套管管徑小,換熱面積小,導致貧富液換熱效果差,換熱后乙二醇貧液溫度較高,為保證貧液泵的使用壽命,必須在貧液泵前設置冷卻器,從而不利于簡化流程;同時換熱后富液無法充分提溫,增加了再生塔的負荷,加劇了熱能損耗。
  1.5 乙二醇損耗量大經調研發現,導致乙二醇損耗量大的原因有以下幾點:
  乙二醇注入量過大。這會導致氣相中乙二醇攜帶損失量增大,加劇了乙二醇的蒸發損耗。
  再生塔塔底溫度過高。塔底溫度過高,會使重沸器中的乙二醇富液重新氣化,與被蒸出的水蒸氣一起出塔,造成浪費。同時還會增加熱能損耗。
  由于現場操作人員缺乏經驗,無法準確控制三相分離器內液位計的位置,使乙二醇混入凝析油系統。
  2 解決方案
      2.1 規范操作與添加藥劑2.1.1 醇烴分離效果改善由于在較低溫度下乙二醇富液粘度較大且容易乳化,不利于醇烴分離,所以三相分離器中溫度過低會導致醇烴分離效果變差,因此在分離器前設置加熱器對醇烴混合液加熱,并在三相分離器液包外圍加伴熱管,使液烴分離器內溫度穩定在50℃左右即可有效提高醇烴分離效果。
  2.1.2 裝置防垢為有效地抑制裝置結垢,應該做到以下幾點:在富液緩沖罐與貧富液換熱器之間設置機械過濾裝置;換熱設備安裝后定期拆卸清洗污垢;為防止填料塔結垢,應采用散裝填料;在換熱器內應取最少的死區和低流速區;保證換熱器內流速分布均勻,以避免較大的速度梯度,確保溫度分布均勻;適當地增大流量并配合使用防垢劑。
  2.1.3 酸性氣體及氧腐蝕控制對乙二醇PH值進行監控,保證pH值 在8.15-7.13之間,如果pH值降到7, 使用硼砂作為中和劑進行處理;所有化學藥劑儲罐、乙二醇儲罐等采用氮氣密封,避免空氣污染。在再生系統加入一定量的活性炭除氧劑進行控制。
  2.1.4 減小乙二醇損耗量
      (1)運用哈默斯密特半經驗公式得出氣田所需抑制劑最低富液濃度,進而推出最合理的乙二醇注入量。
 ?。?)適度降低重沸器溫度。一般將重沸器溫度穩定在106℃左右即可滿足乙二醇提濃的要求,并減少了乙二醇攜帶損失量。
 ?。?)準確控制液位控制計的位置,防止凝析油/MEG互竄。
  2.2 優化裝置
      (1)再生塔上與之相連的常溫管道采用聚丙烯襯里, 閥門采用襯四氟乙烯的球閥。對塔內壁和高溫換熱設備內部的管束內外壁進行3 次涂搪工藝處理, 涂層厚度 350~ 500 Lm。
 ?。?)選用高效三相分離器,并在出口設置捕霧器以提高醇烴分離效果。
 ?。?)利用管束式換熱器代替板式換熱器,不僅方便清洗除垢,而且能大大提高換熱效率。
 ?。?)在再生塔頂設置高效立式換熱器。
  不僅可以提高貧富液換熱效率,而且能夠減少乙二醇攜帶損耗,同時合理選擇再生塔板數目,一般再生塔板數為5,回流比取0.2,此時有較好的再生效果。
  3 結論
      在乙二醇再生工藝過程中,由于現場操作人員的失誤,工藝設備的落后性以及缺乏配合添加化學藥劑等原因導致再生設備腐蝕與結垢嚴重,乙二醇再生質量不合格、再生產量低,熱能損耗大等問題。通過調研已有的比較成熟的再生工藝方案,以及對氣田乙二醇再生工藝現場的合理改進,提出了一套切實可用的再生優化方案,從而大大提高了再生工藝的經濟性與可靠性。

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