摘要：乙二醇作为某凝析气处理站天然气水合物抑制剂，近几年的损耗量逐年增高。通过对处理站工艺流程及运行状况的分析，确定计量分离器气相带油导致乙二醇受到污染是乙二醇异常损耗的主要原因，因此提出了增加计量分离器气相去一级分离器的流程，经过实践证明了方案的可行性，最终实现了降低乙二醇损耗的目标。此次改造可以推广到相关装置，对提升油气处理工艺水平有具有借鉴意义。
关键词：工艺改造；乙二醇；降低损耗
1、处理工艺介绍
某凝析气田采出的高压凝析气经集输管道混输至处理站，在处理站进行油气计量分离，湿气通过空冷器和换热器冷却，再经过J-T阀节流制冷后在低温分离器进行脱烃，脱烃后的干气经压缩机增加后进行外输；液烃经分馏系统分馏后产生液化气和轻油，最终外输至铁路装车站；凝析油经过三级闪蒸脱水和稳定塔稳定后作为成品油外输。
为防止天然气由于温度降低形成水合物冻堵管线，该站在湿气进凝析气-回注气换热器之前注入雾化后的乙二醇溶液（76wt%），在凝液闪蒸罐进行分离回收，经过再生塔提纯后通过加入隔膜泵重新注入系统，使乙二醇重复利用。
图1 工艺流程图
2.生产现状
分析统计近几年的乙二醇损耗量，发现自2013年以来，乙二醇损耗逐年增高，到2015年，平均每天乙二醇损耗达到1吨多。
图2 乙二醇损耗量增大
3.原因分析
在对装置分析后认为，在整个乙二醇系统中，能造成乙二醇异常损耗的有三种可能：乙二醇管线出现刺漏；再生系统损耗量增大；乙二醇分离出现异常损耗。
通过对乙二醇埋地管线进行排查，未发现有管线刺漏的现象。对乙二醇再生塔塔顶气冷凝水进行化验分析，其含水量达到98%以上，只含有极少部分的乙二醇容易，属于正常损耗。所以，乙二醇损耗增大的原因可能为乙二醇在系统中分离时出现了异常。
下面对可能造成乙二醇在分离过程中出现异常的原因进行逐步分析：
3.1 操作温度过低，导致乙二醇发泡严重
乙二醇溶液在低温下容易出现发泡现象，而且温度越低，起泡高度越高[1]（如表1），醇和烃的分离界面就越模糊，容易使乙二醇随轻烃进入到分馏系统中去，无法进行回收，造成乙二醇损耗。
对近几年的运行参数进行查看对比，发现凝液闪蒸罐的运行温度基本稳定在-10℃，最低也不到-13℃。没有出现大幅度的温度降低。对照其他单位的相同的天然气脱烃工艺，此运行温度并不是很低。
表1 不同体积含量乙二醇溶液在低温下的气泡高度表[2]
3.2 分离器内部分离原件出现故障
低温分离器内部有波纹板、捕雾网等分离原件，目的是为了让分离器中的气、液更有效地分离，如果分离原件出现故障，气、液未能完全分离分离，乙二醇可能会随着气体进入到干气的流程中去，而不能进入乙二醇回收系统中。
如果出现低温分离器气相带液的情况，根据实际生产经验判断，低温分离器气相下游的除油器液位会明显增加，经过查看历史曲线图，除油器液位并没有明显增高。而且年度检修时对低温分离器和凝液闪蒸罐都进行开罐检查，未发现分离原件有损坏的现象。
3.3 低温分离器来料含油
实验结果表明，乙二醇溶液容易中携带凝析油，在一定程度上会对乙二醇的发泡有促进作用。乙二醇溶液发泡加剧会导致乙二醇和烃分离不彻底，乙二醇随轻烃进入分馏系统，造成乙二醇损耗。
图3 凝析油含量与乙二醇发泡能力的关系曲线
为了确定凝液闪蒸罐的来料中是否携带凝析油，分别在凝液闪蒸罐上游的三股来料（主装置一级分离器、YH7一级分离器和1#气液旋流分离器）的气相取样口垫一张白纸。结果发现，气液旋流分离器气相出口气相很明显夹带凝析油。
图4 YH7一级分离器、主装置一级分离器、和气液旋流分离器气相出口测试结果
由此可以判断，气液旋流分离器（GLCC）气相夹带的凝析油，随湿气进入低温分离器，进而进入到凝液闪蒸罐中，造成凝液闪蒸罐中的乙二醇受到污染，出现发泡现象，最终导致乙二醇随轻烃进入分馏系统后和水一起脱走，造成乙二醇损耗。受污染的乙二醇再次进入再生系统进行再生，最终又注入到湿气中，如此一来便形成了恶性循环，使得乙二醇的损耗量逐步增大。
4.优化工艺实施改造
气液旋流分离器（GLCC）是处理站2013年更换的单井计量设备，它具有处理量大、占地空间小和耐腐蚀等优点。但因其体积小对来料的波动适应性较差，在倒井切换计量过程中，气相容易带出凝析油。
表2 GLCC处理能力一览表
4.1流程改造
通过分析和现场验证将1#、2#GLCC气相接入一级分离器入口进行再次分离，将原有的一级分离变为二级分离，分离效果明显提高，气相带液现象消失（在对GLCC气相取样时未再发现凝析油）。此次改造，改造已有设备解决现实问题，避免新增设备增加投资。
图5 气液旋流分离器改造前流程图 图6 气液旋流分离器改造后流程
5.效果评价
改造后，通过运行情况统计，乙二醇耗损量有了明显的降低。截止10月31日，经计算共消耗乙二醇41t。平均为0.346t/d，乙二醇回收效果得到明显改善。
图7 改造前后乙二醇日均耗损量对比图
6.结论
1.通过分析，确定乙二醇异常损耗的原因是由于GLCC气相带液导致乙二醇受到污染，发泡严重，造成损耗。为了解决此问题，在处理站原有流程的基础上，增加了GLCC气相至一级分离器的管线，将湿气再次进行分离，保证湿气中不含凝析油，乙二醇损耗量也恢复到正常。
2.处理站使用的气液旋流分离器虽然优点显著，但多用于中海油平台，在油气厂站运用较少，而此次改造为气液旋流分离器在油气厂站的应用提供了重要的实践依据。
参考文献：
[1]喇压乙二醇发泡机理及消泡剂优选，王承泉，大庆石油学院工程硕士专业学位论文，19-22，2007.6.15
论文作者:窦晓超,周超,张航,肖辉,冯玉祥
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/17
标签：分离器论文; 闪蒸论文; 气相论文; 低温论文; 湿气论文; 系统论文; 溶液论文; 《基层建设》2018年第31期论文;