三甘醇系统运行若干问题的解决办法

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三甘醇系统运行若干问题的解决办法

作者：焦红梅 于帅

来源：《中国科技纵横》2012年第18期

摘要:先导试验站三甘醇脱水系统运行的好坏直接关系到下游黑沿子加气站、开平等下游管道、天然气加工设备的正常运转。本文根据生产实际总结出了三甘醇系统运行中三个易出现的问题,并针对这三个问题进行了原因分析,通过进一步摸索制定出可行的解决方法。 关键词:试验站 三甘醇 天然气 1、三甘醇脱水系统介绍

先导试验站使用的三甘醇脱水系统由四川化工设计院设计,四川天府容器制造有限公司承造,日天然气处理能力40万方。甘醇脱水工艺主要由甘醇高压吸收和常压再生两部分组成,吸收部分降低气体内的水含量和露点,再生部分释放甘醇吸收的水分,提浓甘醇溶液、使甘醇循环使用,如下图1所示:

图1 先导试验站三甘醇脱水系统工艺流程图

含水天然气（湿气）先进入吸收塔,从下而上经过填料层于自上而下的再生后含水很少的三甘醇逆流接触。气体脱水后从吸收塔上部流出外输,吸水后的三甘醇由塔底流出,经过甘醇循环泵增压后流经精馏柱顶部的换热盘管提问5-20℃后进入活性碳、机械过滤器过滤掉机械杂质,经过富液/贫液换热器进入重沸器,200℃加热脱水再生成贫液。贫液经缓冲罐、富液/贫液换热器降温,并经泵增压后返回吸收塔循环使用。水蒸气、少量天然气和甘醇蒸汽从精馏柱顶部排入焚烧炉焚烧。 2、现状调查

由于设备原因,自三甘醇系统投产以来,出现过许多问题,包括:(1)三甘醇从重沸器顶部冒出进入焚烧炉;(2)闪蒸罐分出的甘醇富液内的烃类蒸汽携带甘醇蒸汽进入燃气管线,造成重沸器停炉(3)重沸器温度持续上升,超过再生允许温度 3、目标确定

实现三甘醇脱水系统安全平稳运行,保证外输气露点低于年最低气温-12℃约5℃,即-17℃以下。

4、原因分析、制定实施措施以及效果分析 4.1 三甘醇从重沸器顶部冒出进入焚烧炉


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(1)原因分析:1)系统内三甘醇体积多,三甘醇有加热体积大量膨胀的特性。当系统内运行一段时间后,补充三甘醇过量,导致重沸器温度被加热到200℃正常运行温度时,三甘醇膨胀进入焚烧炉。2)重沸器温度过高,富液三甘醇内含有的轻烃、水分沸腾,携带三甘醇冒出。3)重沸器内液体集聚,不能平稳地流到缓冲罐中,导致重沸器内液位比较高,再因为温度高三甘醇膨胀而冒出 (2)要因确定。1)从三甘醇循环泵出口放出400L三甘醇,然后重新运行三甘醇系统,但是三甘醇从重沸器顶部冒出进入焚烧炉,所以第一个因素不是必要原因。2)降低重沸器的温度到150℃左右,但是仍有三甘醇偶尔冒出。3)调整三甘醇循环泵的循环量,当只开启一个循环泵时,三甘醇不再冒出

(3)制定对策及对策实施。调节三甘醇循环泵的出口排量,调节闪蒸罐三甘醇出口阀门直通开度,改变三甘醇进入重沸器和从重沸器进入缓冲罐的排量差,从而使重沸器内液位稳定。 (4)效果分析。重沸器内三甘醇不再冒出进入焚烧炉,焚烧炉收液罐所收液体为极少量三甘醇和大量水分,达到预期效果。 4.2 重沸器加热炉频繁停炉 4.2.1 原因分析

(1)重沸器加热炉控制PLC问题,程序错误导致重沸器停炉。(2)重沸器加热炉燃气管线气动阀门仪表风由于附近用气量比较大,导致压力不足而阀门关闭。(3)重沸器加热炉用燃气管线由于进液而导致停炉。(4)重沸器加热炉燃气压力不足。 4.2.2 要因确定

(1)三甘醇控制柜厂家曾经到过试验站,经检查后PLC系统不存在问题,因此第一个因素被排除。(2)关闭附近的仪表风管线用气,观察一天,重沸器加热炉没有什么异常,因此第二个因素被排除。(3)拆除燃气管线过滤器,并用气扫线,排除大量轻烃、三甘醇以及水混合液。然后重新点炉后运转正常,等下次停炉时,重新排液,加热炉又重新正常,因此,第三个因素可能是主要原因。(4)提高影响燃气压力的燃料气罐压力并稳定,重沸器加热炉还是会停机,因此,第四个因素被排除,但不排除是影响因素。因此,燃气管线进液是重沸器加热炉频繁停炉的主要原因. 4.2.3 制定对策及对策实施

(1)定时运行燃气管线,并打开管线排污阀门进行排液。(2)控制闪蒸罐液位,避免液位过高而造成液体从闪蒸罐顶部进入燃料气罐,从而液体流入燃气管线。(3)控制好闪蒸罐、燃料气罐压力,保证加热炉用气平稳。 4.2.4 效果分析


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重沸器加热炉除了停电外,没有再出现故障停机,有力保证了三甘醇富液的再生,使外输气露点在要求范围之内。

4.3 重沸器温度持续上升,超过再生允许温度 4.3.1 原因分析

(1)重沸器加热炉控制PLC问题,程序错误导致重沸器温度控制联锁失控,从而导致温度越加热越高。(2)重沸器加热炉燃气管线气动阀门不能根据指令调节,而一直烧大火,从而导致重沸器温度越来越高 4.3.2 要因确定

(1)三甘醇控制柜厂家曾经到过试验站,经检查后PLC系统不存在问题,因此第一个因素被排除。(2)打开重沸器燃气管线直通,使重沸器温度上升,而气动阀门并没有根据重沸器的温度上升而关小气动阀门进行调解。PLC系统没有问题,那就可能是气动阀门本身问题。因此,燃气管线气动阀门失控是重沸器温度异常上升,超过三甘醇再生温度的主要原因。 4.3.3 制定对策及对策实施

关闭重沸器加热炉燃气管线气动阀门前面的手动阀门,然后打开直通,根据重沸器的温度逐步调节阀门的开度,从而使加热炉温度稳定在系统要求温度控制范围之内。后来经过试验,该阀门控制系统失灵,但是由于各种原因,阀门厂家未能到场检修,为了生产运行考虑,加热炉燃气一直采用旁路管道的方式供气,目前,重沸器温度正常。 4.3.4 效果分析

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