新疆泽普塔西南柯克亚作业区油气处理站 新疆喀什市 844804
摘要:文章阐述了天然气天然气脱水工艺流程，***作业区****站天然气脱水采用氨制冷工艺，在生产中遇见环境温度高引起压缩机排温高，氨机负荷大排温高，采取一系列排油、排空气等措施，摸索改变氨蒸发器液位等方法解决。
关键词: 天然气;氨机;排温;氨制冷工艺
一、前言
***作业区生产出的油田伴生气压力较低，需经过压缩机增压才能外输。在压缩机增压后天然气温度急速升高，在环境温度较高时空滤器根本无法降下来温度，使得温度进入天然气处理装置造成装置制冷困难，脱水受阻。为了避免外输天然气不至受液态水析出影响管路压降增大形成管堵等事故，需尽量降低天然气温度脱除水合物。因此，对天然气温度降不下来就会影响净化脱水使得天然气长距离输送无法保障，因此天然气制冷是安全生产的重要前提。
二、天然气净化方法概述
2.1冷分离法
原理是根据多组分气体中各组分的冷凝温度不同，通过降温使高沸点组分先凝结出来，这样就可以使组分得到一定的分离，但对于要求深度脱水的气体不能达到脱水效果。
2.2 吸附法
利用气体在固体表面上积聚的特性，使某些组分吸附在固体吸附剂表面，进行脱除。可分为物理吸附和化学吸附两种，物理吸附可以通过改变温度和压力的方法实现吸附剂的再生利用；化学吸附主要依据化学反应来实现脱水效果，很难实现再生利用，故使用较少。
2.3 吸收法
利用适当的液体吸收剂处理天然气混合物以除去其中的一种或多种组分的操作。在气体吸收中，可对吸收后的溶液进行脱吸，使溶剂再生循环利用。常用的脱水剂有二甘醇、三甘醇、甲醇等。
2.4直接转化法
原理是通过某种适当的化学反应，使杂质转化成无害的化合物，留在气体内；或者转化成比原来杂质易于除去的化合物，达到净化作用的目的。但此种方法产生的经济效益不高。
三、****站天然气净化工艺分析
目前，****站选用的脱水工艺是低温分离法和乙二醇吸收法相结合的脱水工艺。
3.1 低温分离法制冷工艺
图1 天然气氨冷原理图
天然气在进入装置后进行两级换热，再进入氨蒸发器管束中，与壳层内的液氨进行热交换后，大量热被气化过程中的气氨带走，温度瞬间降到-3～-10℃范围内，温度降下来的天然气中大量水合物凝结和乙二醇吸附在低温分离器内进行沉降分离。达到脱出水合物净化天然气的目的。
3.2输气装置乙二醇脱水系统工艺
乙二醇系统包括乙二醇注入系统和乙二醇回收系统，通过乙二醇注入泵和乙二醇回收泵进行循环，达到防冻的目的。
贫液罐内的贫液（浓度80%以上的乙二醇）通过乙二醇注入泵进入乙二醇注入器（注入压力5.0—7.0MPa）雾化后，与天然气混合进入换热器、氨蒸发器、低温分离器。在一系列的混合过程中天然气中水合物被充分吸收，并随低温分离器压油流程带入乙二醇回收单元，达到将天然气中水合物脱出的目的。
乙二醇注入流程图为：
图2 乙二醇注入流程图
四、氨机排温高的原因分析
由于采用氨制冷，氨机的增压作用就尤为重要，在夏季环境温度高直接引起压缩机排温高，来到天然气处理装置后氨制冷负荷就增大，直接反应就是氨机排气温度高。温度过高会影响到机组的材质和密封，还有就是机油气化严重造成泄漏量增大。氨循环系统是一个复杂的物理变化系统，每一个环节出问题均会影响整个系统的运行平衡，因此该系统产生的温度高有许多因素，其中最主要直接原因有：
4.1冷却水流程不畅，冷却管线或氨机夹套水道堵塞，水流不畅引起排温高。
4.2氨机档位过高，负荷过大引起排温高。
4.3氨系统存在有不凝气（空气），在系统内不停循环，不断增加系统负荷，温度升高，压力升高。
4.4氨系统存在有不气化介质（机油），在系统内沉积使得液氨进入氨蒸发器少，不能满足氨蒸发气化携带走热量的需求，引起温度升高。
4.5压缩机增压来天然气处理单元原料气温度高，环境温度高，使氨系统制冷负荷大，制冷困难。
4.6温度仪表故障，引起误判造成排温高。
除以上几点直接原因外还有两个外部原因，一是氨机吸气压力正常值在0.15～0.35MPa之间，虽在0.15MPa时温度可以达到-25℃，但是设备的设计最低温度是-25℃，因此吸气压力因控制较高一些，另外较低的吸气压力不能满足大负荷的抽吸，气阀不能充分均匀冷却反而容易造成排气温度高。压力达到0.5MPa时，液氨的温度达到4℃，此时不能起到工艺需求的降温幅度。二是氨机循环水温度，循环水温度的高低直接影响氨机和氨的气、液冷凝循环，因此循环水温度应相对较低为佳。
五、氨机排温高的处理
5.1氨机排气温度高的排除方法：
5.1.1检查冷却水流程是否畅通，冷却管线或氨机夹套水道是否堵塞，通过聘请清洗公司对氨机水道进行弱酸清洗后达到流道畅通。
5.1.2检查氨机档位，当氨机档位控制在3/4时氨机有6个缸在工作，这个时候氨机排位就接近临界值150℃，如果挂全档1档时氨机排温达到160℃以上，严重超限，因此为满足要求就需启动两台氨机，档位均控制在3/4以下。因此负荷不能太高。
5.1.3检查氨循环系统，发现系统内存在大量不凝气（空气），在空气分离器处连续排放空气五日后，排气温度明显降低，由原来的148℃将至115℃，效果明显。因此排放系统内空气达到最低是一个关键指标，因加以监护执行。
5.1.4检查氨系统存在有不气化介质（机油），通过取样分析发现液氨内含有大量冷冻机油。于是在集油器处进行排放，直至排放出机油含量减少，集油器液位内明显显示为液氨为止。排完后发现蒸发压力由0.15MPa轻松到达0.25MPa明显增高，蒸发效果明显好转。
5.1.5查报表显示原料气温度高，环境温度高，目前无法降低，建议在进装置前增加风冷或水冷换热方法降低来气温度。
5.1.6检查仪表显示，仪表工排查温度仪表显示正常，无故障。
5.2 合理控制氨机吸气压力
氨机吸气压力检查及控制措施是：用远传连锁调节阀合理控制氨蒸发器液位，排放氨蒸发系统内机油，检查入口管线、阀门、阀芯完好，直至压力表显示正常（0.15～0.35MPa）无故障。
5.3 控制循环水温度
循环水系统水温高时从流程逐一排查，发现凉水塔布水器有无老化，转速是否较低，故障时立即更换新布水器总成，检查管线通畅不存在堵塞等，泵频率适当控制在不超过泵电机允许值范围，仪表显示正常。检查循环水池有无缺水现象，水位控制在不溢罐的范围值以下。
通过一系列措施的实施，今年夏季最高温度达到43℃时我们单位也做到安全平稳生产，未发生生产参数超标事件，为企业赢得效益和声誉。
六、结束语
本论文通过对油气处理站内氨制冷系统氨机排温高问题进行了现场分析解决，得出以下结论：
6.1天然气氨制冷系统制冷困难的主要原因：
（1）氨系统内含有不凝气（空气）。
（2）氨系统内存在不气化介质（机油）。
（3）循环水系统中冷却塔分布不好，水冷效果差。
（4）原料气温度高、环境温度高。
6.2针对氨冷系统制冷困难存在原因，本文采取以下解决方案：
（1）排放氨循环系统内空气。
（2）排放氨循环系统内机油。
（3）更换冷却塔布水器总成。
（4）建议增设进站冷却措施。
（5）弱酸清洗氨机夹套。
通过上述措施，不仅解决天然气处理系统采用氨制冷遇见氨机排温高问题，更重要的是减少由于氨制冷困难造成天然气处理不合格，水露点不达标等一系列问题，对提高企业经济效益和社会声誉具有十分重要意义。
参考文献
[1]朱利凯1 天然气处理与加工1 石油工业出版社,1997
[2]王素云. 天然气浅冷装置操作手册. 哈尔滨. 黑龙江科学技术出版社.1990
[3]天然气集输工程[M].北京：石油工业出版社 张良鹤
[4]氨压缩机使用说明书
[5]氨压缩机操作规程．柯克亚作业区油气处理站-2018年
论文作者:李亚庆
论文发表刊物:《科技新时代》2018年11期
论文发表时间:2019/1/14
标签：天然气论文; 系统论文; 温度论文; 机油论文; 压力论文; 水合物论文; 压缩机论文; 《科技新时代》2018年11期论文;