HAZOP在汽水分離器改造上的應(yīng)用

李攀科 王軍奇 熊榮雷 付生洪（中海石油（中國）有限公司湛江分公司東方終端，海南 東方572600）

在石油化工行業(yè)中天然氣MDEA 脫碳工藝流程已經(jīng)比較成熟了，但是每個(gè)處理裝置在現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)過程中總會(huì)遇到各種問題，這些問題往往給整個(gè)脫碳工藝的平穩(wěn)運(yùn)行和外輸質(zhì)量控制上帶來諸多困擾。文章對東方終端脫碳工藝處理系統(tǒng)中存在的問題進(jìn)行了闡述并通過HAZOP 分析方法解決了該問題。

1 汽水分離器改造背景

中海石油（中國）有限公司湛江分公司東方終端（以下簡稱終端）脫碳系統(tǒng)采用MDEA溶液實(shí)現(xiàn)對上游來氣中的二氧化碳進(jìn)行脫除，該系統(tǒng)通過減壓升溫的方式實(shí)現(xiàn)對二氧化碳的解吸，顯然持續(xù)的溫度需求是確保二氧化碳脫除效果的關(guān)鍵，而溫度又是靠自備鍋爐產(chǎn)生蒸汽供給的，所以自產(chǎn)蒸汽的持續(xù)供應(yīng)是影響脫碳效果的關(guān)鍵制約因素。

自備鍋爐生產(chǎn)的蒸汽進(jìn)入重沸器與MDEA溶液換熱，冷卻后進(jìn)入汽水分離器實(shí)現(xiàn)氣液分離，分離出的冷凝水進(jìn)入凝結(jié)水回收柜進(jìn)行回收，分離出的蒸汽重回到重沸器回收。

圖1 脫碳裝置蒸汽流程

使用過程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)汽水分離器液位正常時(shí)，進(jìn)入重沸器蒸汽流量較少，同時(shí)系統(tǒng)升溫較慢，導(dǎo)致脫碳系統(tǒng)無法正常工作，東方終端外輸供氣無法得不到保障。

2 汽水分離器改造

2.1 利用HAZOP工具分析蒸汽量小的原因

HAZOP分析是一種基于引導(dǎo)詞的用于辨識(shí)設(shè)計(jì)缺陷、工藝過程危害及操作性問題的結(jié)構(gòu)化定性分析技術(shù)，基本原理是：假定工藝系統(tǒng)在設(shè)計(jì)工況下是安全的，認(rèn)為危險(xiǎn)來源于對設(shè)計(jì)意圖的偏差，HAZOP 本質(zhì)上是以系統(tǒng)為中心的分析方法，它是識(shí)別偏離設(shè)計(jì)目的的可能偏差，然后從兩個(gè)方向進(jìn)行分析，一個(gè)方向查找偏差的可能原因，一個(gè)方向推斷其后果，尤其適用于識(shí)別系統(tǒng)缺陷，可以有效地用于分析一個(gè)給定系統(tǒng)在不同運(yùn)行工況狀態(tài)下的危險(xiǎn)和潛在問題。（見表1）

2.2 汽水分離器改造

通過對汽水分離器進(jìn)行HAZOP 分析，分析結(jié)果鎖定在汽水分離器阻力較大導(dǎo)致蒸汽供應(yīng)量較小的問題上。進(jìn)一步分析過程：通過降低汽水分離器液位或者排空汽水分離器內(nèi)液體時(shí)，蒸汽流量明顯增大，說明由于汽水分離器位置較高導(dǎo)致重沸器的換熱后的回水無法全部進(jìn)入汽水分離器進(jìn)行氣液分離，脫碳裝置汽水分離器安裝位置較高影響了重沸器的換熱，可以考慮在汽水分離器原有位置下部增加集水包后，可以降低汽水分離器液位的高度，使重沸器內(nèi)部換熱后的回水全部進(jìn)入汽水分離器進(jìn)行汽水分離，從而提高了重沸器換熱效果，分離后的蒸汽得到充分回收利用。

圖2 脫碳裝置改造后的蒸汽流程

3 應(yīng)用效果

通過在汽水分離器的下端安裝積液包，有效降低了冷卻后的蒸汽回水阻力，實(shí)現(xiàn)重沸器內(nèi)部換熱后的回水全部進(jìn)入汽水分離器進(jìn)行汽水分離，提高了重沸器換熱效果，分離后的蒸汽得到充分回收利用，同時(shí)，蒸汽的持續(xù)有效供應(yīng)也保證了脫碳系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

脫碳系統(tǒng)是東方終端的關(guān)鍵設(shè)備，因蒸汽單元運(yùn)行不穩(wěn)導(dǎo)致脫碳單元無法正常運(yùn)行，影響管輸天然氣外輸量大約80 萬方/天。

表1 汽水分離器HAZOP分析圖

4 結(jié)語

對終端汽水分離器安裝積液包的改造，消除了現(xiàn)場的工藝安全隱患，提高了蒸汽使用效率，確保了脫碳系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。這種運(yùn)用HAZOP分析工具分析出通過降低液位來實(shí)現(xiàn)降低阻力保證流體持續(xù)供應(yīng)的小改造，在工藝流程改造中具有現(xiàn)實(shí)參考價(jià)值。MDEA脫碳工藝中可利用類似分析方式和改造形式進(jìn)行現(xiàn)場工藝優(yōu)化改造，降低甚至杜絕能源浪費(fèi)現(xiàn)象，提升能源利用效率和改善現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量。