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【ZV塔塔重】ZV塔塔重(一)
乙二醇循环系统再生工艺研究
摘 要：深水气田开发是未来海洋石油发展的方向，乙二醇回收脱盐系统（MRU）是深水气田开发中防止水合物生成，保证水下产出流体顺利输送上岸的重要的保障性设施。本文主要阐述了有关乙二醇循环系统再生工艺研究。 关键词：乙二醇；循环系统；再生工艺；研究
一.前言
在乙二醇循环系统中，重点是乙二醇的再生问题。乙二醇再生效果的好坏，直接关系到天然气处理工艺是否能够正常运行和产品气的质量。针对乙二醇循环系统再生工艺研究进行深入的研究和探讨。
二.传统再生工艺
1.工艺概况
乙二醇循环再生系统是油气初加工浅冷装置运行中必备的辅助系统，传统的再生方式，乙二醇再生塔塔底重沸器热源一般靠过热蒸汽提供；乙二醇富液进入乙二醇再生塔塔顶预热，再进入贫富乙二醇换热器，与塔底出来的贫乙二醇溶液换热后；进入闪蒸罐闪蒸，除去富乙二醇溶液中携带的液烃；闪蒸罐出来的乙二醇溶液过滤后进入再生塔进行再生。其工艺流程如图1。
2.传统工艺存在的问题
传统工艺存在以下三个方面的问题：
2.1当蒸汽管网负荷变化时，造成重沸器加热温度波动，导致再生系统运行不正常，影响制冷系统的运行。
2.2根据大庆油田天然气公司的浅冷装置的运行情况，夏季乙二醇再生热量只需20～30kW，运行6t蒸汽炉显得大马拉小车，蒸汽炉负荷率极低，锅炉效率只有52%。
2.3重沸器所需热源较小，蒸汽以气态形式回到水箱，造成大量蒸汽放空，热网漏气损失高达57.7%。
3.应用情况
浅冷装置是大庆油田天然气公司主要轻烃回收装置，其中乙二醇再生系统再生效果是影响装置运行平稳性和产品产量的主要因素。大庆萨、喇、杏油田油气处理系统早期采用传统工艺再生乙二醇，用蒸汽作为乙二醇重沸器的供热系统，但维修、维护及运行成本比较高，能源利用率低，供热系统的热效率不到30%。
三.含分流脱盐流程的MRU新工艺
MRU为闭式循环，陆上MRU系统主要为再生型MRU，其主要目的是蒸发水分，得到适当浓度的贫MEG。因此，所有盐离子将在MRU内部不断累积，部分随贫液进入下游流程。由于再生温度较高，长期运转后，盐离子会在重沸器及换热器表面结垢，导致热效率降低以及严重的腐蚀问题。根据国外文献资料，已有多起由于地层水含盐而导致的MRU设备结垢、堵塞、严重腐蚀而导致系统关停，甚至引发海管冻堵的案例。一旦发生海管冻堵，不仅解堵费用高昂，由停产引起的经济损失更大。对于不同浓度的MEG水溶液，其钠盐的溶解度也是不同的。只有当钠盐含量低于6-7wt%（60g/L）时，MEG溶液中的盐才可能处于不饱和状态。而高于此浓度时，即会有盐析出的风险。根据工程经验，工程设计中，推荐MEG贫液中盐含量宜小于30g/L。
综上，传统的陆地再生型MRU流程不能适应海上气田开发，海上MRU系统考虑脱盐流程非常必要。目前，国内适用于海上气田，含脱盐工艺的MRU技术刚刚起步。而国外此方面的技术也处于发展之中，只是掌握在少数几个厂家手中。中海油某海上气田项目采用了含分流脱盐的负压闪蒸乙二醇再生回收新工艺。与传统陆上处理流程相比，该工艺首次采用了脱盐流程，首次完成满足台风无人运行模式的流程设计，创新采用新型换热器，满足含盐介质的运行，及能耗和空间的最优化。
含分流脱盐流程的负压闪蒸乙二醇再生回收新工艺流程主要包括预处理单元、脱水单元和脱盐单元三个部分。水下井口产出的湿气与MEG经水下海管输送至平台上部，通过三相分离器，分成油、气、水三相。MEG主要存在于水相中，即MEG富液。MEG富液中除水和MEG外，还含有部分烃、CO2、盐和杂质。其中，盐分为一价盐和二价盐，一价盐主要为钠盐，而二价盐则主要为Ca2+，Mg2+，Fe2+等。根据其特性不同，本流程中将二者区别处理。
在预处理单元，其核心设计流程为：将乙二醇富液加热，注入NaOH和Na2CO3 等碱性药剂，将乙二醇富液中的Ca2+、Mg2+ 等提前沉淀，防止乙二醇在下游的再生塔、重沸器等设备处沉淀结垢，保证设备的平稳运行；同时防止因络合物生成而使乙二醇溶液黏度增大，影响泵、换热器效率以及脱盐效果。脱除后的二价盐送回陆地处理。
从预处理单元出来的富液进入脱水单元（即再生单元）进行再生处理。脱水单元为常规设计，不再赘述。
根据工程经验，海上气田贫MEG溶液中的含盐量控制指标为小于30g/L。因此，脱水单元得到的贫MEG溶液只有一定比例的流量进入脱盐单元，即分流脱盐。另一部分含盐贫MEG则直接去产品冷却器进行冷却。脱盐单元的主要设备为负压闪蒸分离器。在负压条件下，MEG加热到较低温度时既可达到气化状态，从闪蒸分离器顶部逸出，经冷凝后回收可得到不含任何盐的贫MEG溶液，与含盐贫液一起经冷却器冷却，得到最终的贫MEG产品。而一价盐则从闪蒸分离器底部排出，经离心机分离，回收MEG和水，盐则经过水溶解后进入生产水处理系统进行进一步处理。
四.结束语
总之，随着乙二醇再生工艺的不断优化，解决了乙二醇再生时重沸器加热温度波动、热能损失大、乙二醇发泡、乙二醇耗量大等问题，另外在再生系统中加入阻垢剂虽然能避免结垢，但是阻垢剂反过来亦会影响乙二醇的再生，因此，针对乙二醇循环系统再生工艺研究进行深入的研究和探讨是有着十分重要的意义。
参考文献
[1]赵德芬.乙二醇再生系统的优化运行[J].油气田地面工程，2011，23（6）.
本文来源：http://www.zhuodaoren.com/shenghuo428319/
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