HAZOP在汽水分離器改造上的應用

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）

在石油化工行業中天然氣MDEA 脫碳工藝流程已經比較成熟了，但是每個處理裝置在現場實際生產過程中總會遇到各種問題，這些問題往往給整個脫碳工藝的平穩運行和外輸質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中存在的問題進行了闡述并通過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）脫碳系統采用MDEA溶液實現對上游來氣中的二氧化碳進行脫除，該系統通過減壓升溫的方式實現對二氧化碳的解吸，顯然持續的溫度需求是確保二氧化碳脫除效果的關鍵，而溫度又是靠自備鍋爐產生蒸汽供給的，所以自產蒸汽的持續供應是影響脫碳效果的關鍵制約因素。

自備鍋爐生產的蒸汽進入重沸器與MDEA溶液換熱，冷卻后進入汽水分離器實現氣液分離，分離出的冷凝水進入凝結水回收柜進行回收，分離出的蒸汽重回到重沸器回收。

圖1 脫碳裝置蒸汽流程

使用過程中發現當汽水分離器液位正常時，進入重沸器蒸汽流量較少，同時系統升溫較慢，導致脫碳系統無法正常工作，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詞的用于辨識設計缺陷、工藝過程危害及操作性問題的結構化定性分析技術，基本原理是：假定工藝系統在設計工況下是安全的，認為危險來源于對設計意圖的偏差，HAZOP 本質上是以系統為中心的分析方法，它是識別偏離設計目的的可能偏差，然后從兩個方向進行分析，一個方向查找偏差的可能原因，一個方向推斷其后果，尤其適用于識別系統缺陷，可以有效地用于分析一個給定系統在不同運行工況狀態下的危險和潛在問題。（見表1）

2.2 汽水分離器改造

通過對汽水分離器進行HAZOP 分析，分析結果鎖定在汽水分離器阻力較大導致蒸汽供應量較小的問題上。進一步分析過程：通過降低汽水分離器液位或者排空汽水分離器內液體時，蒸汽流量明顯增大，說明由于汽水分離器位置較高導致重沸器的換熱后的回水無法全部進入汽水分離器進行氣液分離，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，使重沸器內部換熱后的回水全部進入汽水分離器進行汽水分離，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，實現重沸器內部換熱后的回水全部進入汽水分離器進行汽水分離，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，蒸汽的持續有效供應也保證了脫碳系統的安全平穩運行。

脫碳系統是東方終端的關鍵設備，因蒸汽單元運行不穩導致脫碳單元無法正常運行，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 結語

對終端汽水分離器安裝積液包的改造，消除了現場的工藝安全隱患，提高了蒸汽使用效率，確保了脫碳系統的連續運行。這種運用HAZOP分析工具分析出通過降低液位來實現降低阻力保證流體持續供應的小改造，在工藝流程改造中具有現實參考價值。MDEA脫碳工藝中可利用類似分析方式和改造形式進行現場工藝優化改造，降低甚至杜絕能源浪費現象，提升能源利用效率和改善現場設備運行質量。