三甘醇脫水裝置常見故障分析及處理對策

左騰飛　辛林演　彭希文

摘 要：本文主要論述了三甘醇脫水裝置在運行中經常出現的故障及表現形式，分析了故障出現的原因，提出了相應的處理對策和預防措施，對三甘醇脫水裝置的正常生產具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：三甘醇脫水裝置;故障分析;處理對策

井口天然氣充滿了飽和水蒸氣。天然氣被壓縮或冷卻時，水蒸氣會轉變為液態或固態冰（水合物）。液態水的存在會加速設備的腐蝕，降低天然氣輸送效率;固態冰（水合物）則會堵塞閥門、管件甚至輸氣管線。三甘醇（以下簡稱TEG）脫水具有吸濕性強、溶液易再生、裝置占地面積小、設備布置緊湊、易于搬遷安裝且運行無需借助外力等優點，因此廣泛運用于長慶氣田，確保天然氣支、干線的平穩運行。

1 三甘醇脫水裝置工藝原理

TEG是一種無色無臭、具有強吸水性的粘稠液體，其分子式為C6H14O4。TEG具有吸水性強、高溫條件下易再生的特點，是天然氣脫水的重要原料。TEG脫水為物理過程，吸收了天然氣中飽和水的TEG富液進入重沸器后，在高溫條件下蒸發出富液中的水蒸氣，可得到質量分數大于98%的TEG貧液。

2 運行常見故障原因分析

2.1 脫水裝置循環管路結晶鹽堵塞

分離器初次分離不徹底，氣田采出水中的無機鹽起初存在于三甘醇富液的液態水中，在重沸器加熱過程中，三甘醇中的水（作為溶劑）被蒸發，無機鹽（作為溶質）逐漸形成固態結晶，從三甘醇中析出。長期以此，就會造成脫水裝置循環系統各部位出現結晶鹽堵塞故障，并且結晶鹽會對循環泵的內部構件及密封圈產生磨損，影響循環泵的正常運行;部分采用化排生產工藝的單井來氣中混有大量化排擠泡沫，從而影響分離器的分離效果，導致分離不徹底，為下游脫水裝置埋下結晶鹽堵塞隱患;部分柱塞措施井，在柱塞開啟的瞬間，氣量瞬間大幅度提高，隨著大量采出水被帶入站內，導致分離器分離、排液不及時，造成部分采出水隨天然氣進入脫水裝置，導致裝置循環系統結晶鹽堵塞。

2.2 溶液過量損耗

脫水裝置吸收塔運行壓力低，天然氣進塔溫度過高。與正常運行狀況比較，如果吸收塔運行壓力偏低及進塔天然氣溫度過高，都會增加TEG溶液的損耗量。因為在低壓高溫，TEG呈飽和態平衡在天然氣中的氣態量將增加;富液精餾柱柱頂回流偏小。富液精餾柱柱頂由于冷卻盤管冷凝作用產生柱頂液體回流，使得一部分被重沸器加熱蒸餾出來的TEG重新回到重沸器中;汽提氣量增加。汽提氣量的增加，一方面可提高TEG貧液的濃度，但同時也將增加TEG的損耗量。因為一部分TEG也將在氣化平衡中在汽提氣中帶出;脫水裝置在運行一段時間后，部分閥門等設備的密封出現問題，造成TEG漏失損耗;TEG循環泵次高于25次/min，TEG富液帶入精餾柱的水份增加，蒸汽量增大，部分TEG隨蒸汽一起排出精餾柱。

2.3 TEG溶液發泡

進入脫水裝置吸收塔之前的天然氣氣液分離器效果不好，加之吸收塔排液不及時，造成大量液態采出水與TEG混合，使其乳化、發泡;采用化排排水采氣的單井來氣中，會夾雜部分化排劑殘留物。同時在閃蒸分離過程中，如分離不徹底也會殘留部分液態烴物質，與TEG溶液混合后產生化學污染，從而發生變質;由于燃料氣分離器的分離效果不理想，使得TEG再生系統使用的汽提氣中會攜帶液態烴和其他雜質，這些雜質進入TEG再生系統后，也會引起TEG發泡變質;當重沸器溫度過高時，持續的高溫會使得TEG發生熱降解，從而產生脫水縮合反應，生成乙二醇、二甘醇等有機雜質，混入TEG溶液中，從而導致溶液變質。

3 故障處理措施

3.1 TEG循環管路結晶鹽堵塞處理措施

解決脫水裝置結晶鹽堵塞問題的關鍵在于控制進入脫水裝置前天然氣中高礦化度游離水的含量，其主要處理措施如下：定期檢測分離器分離效果，保證分離器液位計運行正常，并在采出水較多生產情況下，加大分離器排液頻次，提高分離器分離效果;給脫水裝置加裝二級分離器，在天然氣進入吸收塔之前再次對天然氣進行氣液分離，最大限度的減少進入脫水裝置的游離水量，降低循環管路結晶鹽堵塞的可能性;定期對脫水裝置的吸收塔進行排液。

3.2 TEG溶液過量損耗處理措施

在脫水裝置運行過程中，為減少不必要的TEG損耗，需要時刻監測脫水裝置的運行情況，其主要處理措施如下：在日常巡檢過程中，應注意檢查吸收塔分離段液位，做到定時排液，防止液位過高導致TEG富液含水量超標，增大TEG溶液消耗量;嚴格控制TEG貧液進塔溫度，防止溫度過高造成TEG損耗;根據生產實際情況，及時調整循環泵泵速，避免因泵速過快導致TEG損耗;定期對脫水裝置進行檢修、維護，確保裝置完好，杜絕因設備原因造成的TEG“跑、冒、滴、漏”。

3.3 TEG溶液發泡變質

針對TEG發泡變質，其控制的關鍵在于原料氣的潔凈度，尤其是對硫化氫含量較高及采用排水采氣的單井來氣的處理。其主要處理措施如下：增強分離器分離效果，以減少進入脫水裝置的液態水及化學泡排劑成分;嚴格控制重沸器運行溫度在204℃以下，避免因超溫導致的TEG降解;定期檢查TEG pH值。

參考文獻：

[1]王遇東.天然氣處理原理與工藝[M].北京：中國石油出版社，2016.