乙二醇損失影響因素分析及對策研究

張哲 趙志衛 陳月娥（中石油新疆油田公司采氣一廠，新疆 克拉瑪依 834000）

呼圖壁儲氣庫由原呼圖壁氣田改建而成，為充分利用地層能量，天然氣處理采用注乙二醇防凍抑制劑、J-T閥節流制冷、低溫分離脫水脫烴的處理工藝。在第一采氣周期運行中，發現乙二醇損失量大，直接影響外輸天然氣質量，造成資源浪費。因此，研究乙二醇大損失量原因及解決措施，對解決生產中類似技術問題，節約能耗，及儲氣庫安全、高效運行和清潔生產有重要意義。

1 存在問題

1.1 第一采氣周期運行期間，發現系統內乙二醇回收量不能滿足生產需要，導致再生系統無法投用，需頻繁向埋地罐內補入乙二醇，乙二醇回收率僅為77%，乙二醇回收率要求控制95%以上，SY/T 0076-2008《天然氣脫水設計規范》中7.1.9條規定乙二醇損失比應控制在4mg/m3（天然氣）。計算得出呼圖壁儲氣庫露點裝置運行期間，乙二醇平均損失比達238mg/m3（天然氣），超出標準要求50倍。

1.2 節流后溫度為-18℃時，利用冷鏡面法測試外輸氣水露點為-8℃，滿足國家標準的要求，分析小屋在線露點儀與冷鏡面法檢測數值相差2-10℃，采氣后期分析小屋出現儀器故障，經檢查預處理單元內部充滿液體，無法準確檢測天然氣水露點，經阿貝折射儀化驗后證實液體為60%濃度乙二醇溶液。

1.3 下游706泵站反映站內過濾分離器排液較頻繁，分別對分離器前后倉內液相取樣化驗，倉內液體分別為凝析油和60%濃度乙二醇溶液。

經上所述現象和問題分析，反應出采氣系統運行中乙二醇損失量大。

2 乙二醇損失因素分析

2.1 氣氣換熱器管殼程互竄

立式氣氣換熱器原料氣從管程頂部進入，乙二醇注入管程內部，如發生管程泄漏，注入的乙二醇竄入殼程隨外輸氣帶走，但實際生產中，氣氣換熱器管殼程壓力基本保持不變，故不存在天然氣互竄的情況。

2.2 三股流換熱器管殼程互竄

原理同氣氣換熱器，主要是管程的低溫分離器來液相（包含乙二醇富液）泄漏竄入殼程被外輸氣帶走，但在第一采氣周期三股流換熱器未投用，故不考慮。

2.3 液烴分離器分離問題

為驗證液烴三相分離器的分離效果，對分離器的油室和醇室分別進行取樣化驗，發現凝析油中不含乙二醇溶液，因此可排除乙二醇溶液分離不徹底被帶至凝析油中。

2.4 低溫分離器分離問題

經上述可能原因的排除，并對乙二醇再生系統檢查，參數液位控制情況排查等均正常，逐可判斷低溫分離器分離效果不佳，導致凝析油和乙二醇溶液被天然氣卷吸進入下游外輸管線，是造成乙二醇損失量大的直接原因。

3 低溫分離器低效原因分析

根據現場反饋的工況參數，以及原始輸入條件，結合注醇系統工藝對低溫分離器旋流元件進行模擬核算可得出：

分離器內部高效旋流元件具有一級分離和二級分離功能，通過如下流速矢量圖可以看出一級旋流液體通過升氣管有爬升現象，當含液量較大時，會存在將液體帶到二級分離中；二級旋流截面流速過高，在400×104Nm3/d即達到20m/s，液體破碎被吹出旋流元件，被氣體攜帶走，從而導致分離效果不佳。

4 低溫分離器適應性改造研究

通過乙二醇損失因素分析，制定對策，對低溫分離器進行適應性改造。

4.1 新增入口布液原件和波紋管，減少氣體紊流和液滴夾帶；

4.2 更換低速旋流筒，增加旋流筒根數，使旋流截面積增加，旋流流速下 降，液體不易被帶走；

4.3 旋流元件和波形板組件分別設置獨立降液管，降低氣體攜液性。

5 低溫分離器改造后運行效果研究與應用

5.1 低溫分離器運行分析

低溫分離器在不同氣量下，各參數均控制在設計范圍內，未發生異常情況；

由技術監督站和實驗檢測研究院進行多次外輸氣水露點測試，測試結果均合格；在外輸區匯管處幾次排氣取樣，未見到液；統計半個月產液量，凝析油產量符合地質規律，凝析油飽和蒸汽壓周測試結果為（61-68 Kpa），符合冬季正常值。

5.2 乙二醇損失率計算

采氣系統運行分為兩個階段，西氣東輸二線轉供氣期和采氣調峰工況期。西二線轉供氣期，未投運乙二醇再生系統，根據貧富液罐液位差計算罐體體積來推算乙二醇損失量。帶入積分公式計算得出：連續取7天數據損失率均低于5%的控制指標，回收率可達97%以上。采氣調峰工況期，投用乙二醇再生系統，根據乙二醇埋地罐補醇記錄液位變化情況，帶入公式計算共消耗乙二醇6.94m3。根據現運行氣量600-700萬方/天，平均注入乙二醇速度為500L/h，總計552m3，即：乙二醇損失率為6.94÷552=1.3%，回收率可達到98%以上。

6 結語

6.1 通過現場調研和綜合分析儲氣庫乙二醇損耗情況，對損失影響因素分析，確定低溫分離器分離效果不佳問題，制定對策進行改造，并對改造后分離效果應用進行研究，保證外輸天然氣質量合格，分離效果良好。

6.2 降低了乙二醇和凝析油的損失率，乙二醇損失率控制在5%以下，回收率可達97%，節約能耗，對儲氣庫安全、高效運行和清潔生產有重要意義，新型立式低溫分離器在同類氣田、儲氣庫具有較大的市場推廣價值。

[1]胡益武等著.低溫分離工藝乙二醇注入系統的研討《天然氣與石油》2006年03期.

[2]鄭欣等著.影響低溫法控制天然氣露點的因素分析《天然氣工業》2006年08期.