摘要 :HP 平臺配置金屬轉(zhuǎn)子流量計脫水及再生系統(tǒng),用以天然氣脫水至露點合格后外輸。系統(tǒng)使用一定年限后,出現(xiàn)流程嚴(yán)重堵塞污染問題,通過對堵塞物、工藝流程、操作參數(shù)等相關(guān)因素進(jìn)行分析研究,澄清問題根源,優(yōu)化設(shè)備運行工況、生產(chǎn)參數(shù),避免異常污染重復(fù)發(fā)生。
系統(tǒng)投用 4 年后,出現(xiàn)流程堵塞,進(jìn)行排放解堵,排出部分灰黑色粘稠污物后恢復(fù)正常運轉(zhuǎn),但很快再次發(fā)生堵塞。對再沸器至緩沖罐之間的管段進(jìn)行拆卸查看,發(fā)現(xiàn)內(nèi)部充滿黑色、固體物質(zhì),管道及換熱器被堵塞污染,情況嚴(yán)重(圖 2)。
(1)外觀及性狀。取堵塞物樣品,在室溫下為軟膠狀固體形態(tài)。目測呈黑色,仔細(xì)辨別,可發(fā)現(xiàn)有灰白色、半透明蠟狀色澤,手觸有滑膩感。用溫箱進(jìn)行不同溫度下熔化試驗,判斷熔點(傾點)約 45 ℃,在> 45 ℃環(huán)境呈液態(tài)。
(2)互溶性試驗。分別用①淡水、②金屬轉(zhuǎn)子流量計、③柴油、④原油、⑤四氯化碳、⑥石油醚等溶劑進(jìn)行互溶實驗,實驗過程及結(jié)論匯總?cè)缦隆?/div>
(3)加熱沸騰試驗。將少量樣品放入燒瓶進(jìn)行加熱試驗。樣品加熱半小時后,溫度達(dá)到 180 ℃,燒瓶內(nèi)熔化的物質(zhì)未見有顏色、性狀的變化。將溫度提高至 190 ℃加熱 30 min,瓶內(nèi)液體仍無明顯變化。后分別加熱至200 ℃、220 ℃,樣品無沸騰、無結(jié)焦現(xiàn)象(圖 3)。
從化驗結(jié)果可以判斷 :該堵塞物不溶于水溶于油,屬油溶性,熔點為 40 ℃,高溫下不揮發(fā),因此化驗判斷其為蠟質(zhì)重?zé)N。
2.2 蠟質(zhì)重?zé)N形成原因分析
日常生產(chǎn)過程中,天然氣不可避免攜帶少量輕烴進(jìn)入接觸塔內(nèi),運行過程中少量輕烴混入了金屬轉(zhuǎn)子流量計中,并隨甘醇循環(huán)從塔底進(jìn)入閃蒸罐。因閃蒸罐有設(shè)計缺陷,烴類就越過閃蒸罐進(jìn)入了再沸爐再沸爐 200 多度的高溫對輕烴進(jìn)行蒸餾作用,蒸餾的輕組分去放空。
蒸餾到 200 多度尚能不氣化的烴類重組分(蠟質(zhì)和瀝青質(zhì))殘留在再沸爐內(nèi),日積月累,持續(xù)聚集,積少成多。積累在再沸爐中的重?zé)N密度較輕,浮于金屬轉(zhuǎn)子流量計上部,平時對運行無什么明顯影響,不易被發(fā)現(xiàn)。
系統(tǒng)切換、啟停時參數(shù)波動,再沸爐液位降到很低時,累積在再沸爐內(nèi)的大量重?zé)N(此時還是液態(tài))進(jìn)入了換熱器流程 ;剛停產(chǎn)的工況下,再沸爐、換熱器及其臨近管線里面已全是液態(tài)重?zé)N而不是金屬轉(zhuǎn)子流量計。在這種巧合的特殊狀態(tài)下停產(chǎn),停產(chǎn)以后流程逐漸冷卻至常溫,重?zé)N凝固在管道和換熱器,造成再生流程嚴(yán)重污染和堵塞?膳懦摱氯锸莵碜杂蜌饩镔|(zhì)的可能,而是再沸爐持續(xù)蒸餾作用下,重?zé)N長期聚集而生成的次生物質(zhì),積少成多而成。
3 系統(tǒng)優(yōu)化與防范
針對金屬轉(zhuǎn)子流量計再生系統(tǒng)中蠟質(zhì)重?zé)N化驗分析結(jié)果和生成機(jī)理以及生成成的原因分析研究,通過系列系統(tǒng)優(yōu)化方案,做好類似污染堵塞防范措施。
保持脫水塔入口過濾器上下腔液相調(diào)節(jié)閥手動打開一定開度,從過濾器處及時排掉氣體所攜帶的烴類,減少烴類進(jìn)入脫水塔混入富金屬轉(zhuǎn)子流量計進(jìn)入再生系統(tǒng),從源頭上遏制。
閃蒸罐的液位由原來的 350 mm 提高到 700 mm,溶液在閃蒸罐內(nèi)的停留時間從 10 min 漲到 30 min,增加烴類的閃蒸除輕烴效果。同時,液位提高停留時間延長后,烴類與金屬轉(zhuǎn)子流量計的重力分離效果得到加強(qiáng),大量烴類從上部溢至油槽,能夠進(jìn)入再沸爐的烴類大幅減少。
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