脫硫溶液系統(tǒng)發(fā)泡原因淺析

白文華 姚小琪 崔虎 蘇曉慶(長慶油田第一采氣廠 陜西 靖邊718500)

一、MDEA 發(fā)泡原因

研究表明，新鮮的、不含任何雜質(zhì)的MDEA 溶液在脫除天然氣中酸性組分時不會產(chǎn)生發(fā)泡現(xiàn)象。 據(jù)文獻報道， 能夠污染MDEA 溶液并引起溶液發(fā)泡的主要污染物有：MDEA 的降解產(chǎn)物、MDEA 對設(shè)備的腐蝕產(chǎn)物、 天然氣帶到胺溶液中的污染物、MDEA 原料中含有的雜質(zhì)、活性炭顆粒污染、水中含有的無機離子等。

上述污染物中，MDEA 降解生成的有機酸或熱穩(wěn)定性鹽與CO2、H2S 等酸性物質(zhì)一樣，能夠降低溶液的pH 值，使溶液酸性增強，又加速溶液對設(shè)備的腐蝕。這些降解產(chǎn)物和天然氣、MDEA原料帶入的各種有機雜質(zhì)大多具有表面活性劑性質(zhì)， 能夠顯著地改變?nèi)芤旱谋砻鎻埩Α⒈砻嬲扯鹊任锘再|(zhì)，而且表面活性劑鏈段之間相互作用形成較堅固的雙分子層液膜， 表面活性劑的親水基團產(chǎn)生的水化作用能有效防止液膜中溶液排液， 使其形成穩(wěn)定泡沫。

二、第三凈化廠溶液系統(tǒng)發(fā)泡淺析

第三凈化廠裝置是整套從國處引進的天然氣凈化裝置。 脫除H2S、CO2 所使用的物質(zhì)為甲基二乙醇胺（MDEA）配方溶液，脫除H2O 所使用的物質(zhì)為三甘醇（TEG）溶液。自去年8 月31 日檢修結(jié)束正常生產(chǎn)后，胺液富液過濾器濾芯清洗，更換頻繁。 富液濁度居高不下，再生塔結(jié)垢嚴(yán)重，溶液再生質(zhì)量的下降導(dǎo)致裝置運行不穩(wěn)定， 攔液次數(shù)較多， 種種跡象表明溶液系統(tǒng)發(fā)泡嚴(yán)重。 引起脫硫系統(tǒng)溶液發(fā)泡的物質(zhì)主要來源于以下幾個方面。

（一）、氣田污水和氣井緩蝕劑

第三凈化廠氣源來自長慶氣田靖邊氣區(qū)。 該氣區(qū)氣井產(chǎn)水量大，礦化度高，在生產(chǎn)過程中使用緩釋阻垢劑防止井下設(shè)備腐蝕，使用甲醇保證冬季氣井的正常生產(chǎn)，天然氣從氣井到集氣站之后經(jīng)過簡單的分離和脫水輸送到凈化廠， 故原料氣含有一定量的氣井緩蝕劑和氣田污水。 氣田污水和緩蝕阻垢劑以及原料氣含有的酸性組分同時進入集輸氣管線， 會對集輸氣管線內(nèi)壁造成一定程度的腐蝕， 腐蝕產(chǎn)物也會隨天然氣氣流進入到凈化廠，進而進入脫硫溶液系統(tǒng)，引起發(fā)泡。

（二）、溶液本身污染問題

為了解評價胺液在使用一段時間后化學(xué)性質(zhì)的變化， 進行試驗1：現(xiàn)場取富液、貧液在100℃下持續(xù)加熱27 分鐘，富液顏色變得和貧液一樣。

試驗2： 在貧液和50%的新鮮胺液中持續(xù)通入原料天然氣，貧液通入3 分鐘后顏色變黑，而50%的新鮮胺液通入12 小時顏色沒有變化。

通過上述試驗可以看出，溶液系統(tǒng)本身存在一定問題，導(dǎo)致溶液本身出現(xiàn)變質(zhì)情況，增加了溶液發(fā)泡的可能性。

四、解決方法

（一）、加強原料氣過濾

第三凈化廠裝置自05 年開始，裝置運行極不穩(wěn)定；濾芯更換頻繁，溶液再生質(zhì)量不高且濁度居高不下。 經(jīng)過分析認(rèn)為原有設(shè)計和現(xiàn)有的原料氣質(zhì)量存在較大的偏差， 原有的原料氣過濾器（以下簡稱F-200A）不能滿足預(yù)處理的要求。第三凈化廠2005年10 月檢修期間對原料氣過濾流程進行工藝改造，加裝了原料氣高效過濾器（F-200B），在運行一年中，裝置運行平穩(wěn)，富液溶液濁度下降，富液過濾器濾芯更換次數(shù)大為減少，再生塔結(jié)垢也得到了一定的遏制。 加強原料氣的過濾是非常有效的防止污染物進入脫硫溶液并引起脫硫溶液發(fā)泡的方式之一。

（二）、加強對脫硫溶液貧富液的過濾

通過分析可知，現(xiàn)用的富液過濾器不能滿足生產(chǎn)要求，結(jié)合第一、 二凈化廠大型裝置采用的3M 濾芯過濾器的使用效果，于2005 年11 月在現(xiàn)有的過濾器前串聯(lián)了一臺3M 濾芯過濾器,該過濾器投用后，過濾器在正常的設(shè)計差壓下運行，濾芯清洗頻率為三天一次，濾芯更換為23 天更換一次，起到了良好的清潔作用。 另外在脫硫系統(tǒng)溶液加強胺富液過濾的情況下，適量投用活性炭過濾器F-223 以充分吸收系統(tǒng)溶液內(nèi)降解產(chǎn)物及重?zé)N組分，保證脫硫裝置的平穩(wěn)運行。

五、發(fā)泡攔液后的處理

（一）、加入阻泡劑

實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，在剛開始有攔液跡象時，加入阻泡劑的效果較為明顯，但是必須在攔液的第一時間能做出準(zhǔn)確判斷，及時加入阻泡劑，否則沒有作用。

（二）、降低氣量或者停泵

當(dāng)加入阻泡劑沒有效果，差壓仍然上升時，進行降產(chǎn)處理；當(dāng)降產(chǎn)后，脫硫塔差壓仍然沒有下降的趨勢，或者下降緩慢，差壓持續(xù)升高，濕凈化分離器有液時，必須停泵處理，否則極易將脫硫溶液帶到脫水系統(tǒng)，導(dǎo)致嚴(yán)重的帶液事故。

（三）、加入小劑量新鮮溶液

另外還發(fā)現(xiàn)，在攔液比較頻繁的時期，向脫硫溶液系統(tǒng)中加入小劑量的新鮮溶液能夠抑制攔液的發(fā)生頻率。

六、結(jié)論

引起溶液發(fā)泡的原因是多方面的，消除時也應(yīng)該全面考慮。特別是溶液對設(shè)備的腐蝕和溶液本身的降解兩個因素是同時存在相互促進的，應(yīng)該綜合考慮。 結(jié)合第三凈化廠的實際情況，得出以下結(jié)論：

1、加強原料氣的過濾對發(fā)泡情況有明顯的抑制作用；

2、 加強對脫硫溶液系統(tǒng)的清潔過濾工作也能減少溶液發(fā)泡；

3、及時加入消泡劑，可以降低發(fā)泡趨勢，消減由于發(fā)泡攔液對日常生產(chǎn)的影響；

4、在頻繁攔液時期，加入小劑量的新鮮溶液能夠消減溶液發(fā)泡攔液發(fā)生的頻率。

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