三甘醇脱水装置检修探究

谢先军

摘要：本文的研究基于三甘醇脱水装置的工艺原理，针对于检修过程中发现的脱水装置常见问题，提出了检修，维护及保养的对策建议。

关键字： 三甘醇，脱水装置，检修

1 三甘醇脱水装置工艺原理

对天然气进行脱水有利于后期的运输，方便用户使用。三甘醇具有较强的吸水性，同时在高温条件下可以再生，在天然气的脱水工艺中应用较为广泛。天然气和水在三甘醇中的溶解度不同，利用整的这一特性，吸收天然气中的多余水分，干燥天然气的目的。开采天然气首先经过分离器，将固体、液体及杂质进行分离，分离之后的气体进入水套炉中完成预加热，由于开采出的天然气气温极低，如不进行加热，则可能导致管线遇冷堵塞。预加热后的天然气从水套炉中进入过滤分离装置，在过滤分离过程中，天然气中多余的游离水和杂质进一步去除，去除游离水的湿天然气开始脱水工艺，在三甘醇吸收塔中，三甘醇与进入的天然气逆流接触，三甘醇吸水，实现天然气脱水的目的。天然气经脱水后，流入除雾器将大于5μm的液滴排出，排出后的气体进入套管式换热器，与三甘醇换热并降低进塔温度。最后，三甘醇液体排出，净化气体进入调压装置，输出到管网中。现实就应用较为广泛的三甘醇脱水工艺流程如下图所示。

三甘醇脱水工艺流程

2 三甘醇脱水装置检修分析

2.1 重沸器内部腐蚀严重

在对本公司的三甘醇脱水装置进行检修时，发现重复其内部存在严重的腐蚀现象，局部区域出现了严重的腐蚀点。一旦重沸器腐蚀穿透，则三甘醇溶液可进入烟火管中，引发燃烧事故，安全隐患较大。分析认为，导致重沸器内部腐蚀的主要原因，在于酸性物质及三甘醇中带有的盐类物质对管线的腐蚀。为此，有效控制三甘醇的酸碱度，避免盐类结晶引发腐蚀，具有重要的意义。

2.2 换热管束腐蚀问题

换热管束腐蚀问题主要表现在两个方面，首先是精馏柱的换热管出现严重的腐蚀，在拆开精馏柱后发现换热管束内部已出现多个腐蚀穿孔点位。现阶段常用的精馏柱换热管尺寸为两毫米，管的壁厚较薄，一旦发生腐蚀问题容易穿孔，导致三甘醇溶液外泄，进入气体管道，造成工质流失，降低工作效率。同时由于换热管束排列密集，一旦堵塞可能影响溶液通道。

换热管束的腐蚀现象还发生在干气与贫液的换热器中，与精馏柱换热管的材质相同，干气和精馏柱的换热器也使用两毫米的换热管，壁厚较薄，容易发生腐蚀穿孔问题，降低了干气和贫液换热器的工作效率，同时引发工质的流失，存在较大的安全隐患。

2.3 管路堵塞问题

（1）鲍尔环填料部位易被焦结物堵塞。检修过程中拆卸出的鲍尔环填料里外都覆盖了一层焦结物，尤其是精馏柱下部鲍尔环填料，多数被铁腐蚀的产物以及焦结物质填充严实，有的鲍尔环是几个粘连在一起。在胶结物堵塞严重的区域，重沸器中得到的气体不能快速的流动，必将重新凝结下流到罐内，使重沸器工作负荷增加，与此同时，流动管路的堵塞会影响三甘醇溶液的循环，无法发挥应有的干燥效果。

（2）发生在三甘醇循环管路中，堵塞的主要原因是结晶盐。为保证三甘醇溶液的循环使用，再生环节必不可少。在再生环节中。需保证循环管路的流动通畅。检修中发现，在三甘醇脱水装置运行一段时期后，会在循环管路中发现盐结晶问题，其原因在于部分地层水矿化度高，地层水会随着天然气被带入脱水装置中，三甘醇与高矿化度地层水混合，地层水中的氯化钙，氯化钠和氯化镁等物质逐渐积累，在加热升温过程中，水分逐渐蒸发，盐浓度进一步提升，在降温过程中盐会析出并结晶。析出的盐结晶长时间积累会导致管路的堵塞，影响能量泵的正常运行，严重是对能量泵造成磨损。

2.4 聚结过滤器的滤芯容易破裂

（1）在三甘醇脱水装置运行过程中，发现聚结过滤器的滤芯难以固定。本项目使用的三甘醇脱水装置搭配有净化器聚结过滤器，每个过滤器有31个滤芯，每一个均需对应的固定在固定孔中，安装过程操作难度大，耗时耗力。如一次性的对过滤器进行更换，则更换后的滤芯难以固定安装。

（2）聚结过滤器的滤芯容易破裂。在拆开脱水装置的聚结过滤器后，发现滤芯处存在严重的破损。通常情况下，工作人员依据出口压差，判断是否应更换聚结过滤器的滤芯，两端压差越大说明堵塞越严重，过滤器内的堵塞物质越多。如进出口的压差超过100KPa，则需对滤芯进行更换。但是在过滤器滤芯破损的条件下，两端的压差接近为0，导致现场工作人员不能对过滤器是否更换进行准确的判定，直接导致滤芯破损情况下的污染物质进入滤液系统。

3 三甘醇脱水装置维护保养建议

3.1 加强重沸器的维护改造

结合本次检修中发现的烟火管表面严重腐蚀问题，为避免重沸器的烟火管因腐蚀导致穿孔，建议有条件的企业应定期更换重沸器的烟火管。一旦发生穿孔泄漏，天然气中携带的多余盐分和水会对三甘醇容易造成污染，与此同时，重沸器的温度较高，在高温下三甘醇溶液中的盐分溶解会降低，并结晶形成盐垢。盐垢的形成又会进一步加重腐蚀，加剧穿孔现象。建议将重沸器的烟火管穿孔问题列为重大的安全危险源，为避免三甘醇溶液通过烟火气流入燃烧部分，应定期的进行检查和更换。

3.2 改造换热器

（1）及时更换精馏柱的换热管束

在上文中提到，检修过程发现脱水装置的换热管束严重泄漏，由于其管壁较薄，一旦发生腐蚀容易导致穿孔。为保证和提升精馏柱的安全稳定运行能力，建议更换换热管的材料，并使用加厚的换热管束予以更换。

（2）可在适当的位置增加干气与贫液换热器的旁通

在本文的第2部分看到干气与贫液换热器也存在较大的穿孔风险，在没有旁通的条件下，如需维修干气与贫液换热器，则必须将三甘醇脱水装置停产，造成较大的经济损失。故而建议在适当的位置增加干气与贫液换热器的旁通，要维护时，打开旁通可保证不停产的维护与更换。

3.3 加强管路的维护与保养

（1）定期清洗鲍尔环填料。鲍尔环填料结构复杂，一旦发生堵塞，清洗难度大。此应制定定期的鲍尔环填料维护保养制度，由于堵塞鲍尔环填料作为碱性物质，可使用酸液浸泡效果更好。

（2）针对盐结晶导致的管路堵塞，一方面应降低集气站天然气的温度，定期检查分离器等关键部位的运行状态，提升就地分离工作质量；另一方面应及时清理积液，加强排水工作；最后科学控制进出站的压差，避免压力波动较大条件下的堵塞问题。

3.4 聚结过滤器的维护与改造

首先，应定期更换过滤器的滤芯，做好活性炭滤芯的两端压差检查工作，对于容易发生堵塞的部位，应加强密封件的检查工作，提升定期排污工作质量；其次，可适当增加聚结过滤器固定调节手孔，降低聚结过滤器破损时的维护难度。

4 结语

在三甘醇脱水装置长时间运行后，容易出现溶液流程堵塞，分离器工作异常，换热器堵塞和重沸器穿孔等问题，导致设备无法正常工作，在一定程度上降低了脱水装置的工作效率，影响上下游管网的运行。为此需定期对三甘醇脱水装置进行检修，发现脱水装置运行过程中的故障，并提出相应的解决方案。

参考文献：

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