金屬轉(zhuǎn)子流量計再生系統(tǒng)異常污染堵塞工況的分析研究

　　1概述

　　HP平臺天然氣脫水系統(tǒng)采用金屬轉(zhuǎn)子流量計溶劑吸收脫水法。天然氣在高壓常溫下脫水，富金屬轉(zhuǎn)子流量計溶液在低壓和高溫下再生（提濃）。天然氣經(jīng)過換熱器調(diào)節(jié)到常溫（20℃左右），過濾除去機(jī)械雜質(zhì)和液滴，從底部進(jìn)入脫水塔與從頂部流下的貧金屬轉(zhuǎn)子流量計逆向接觸脫出其中的水分成為干氣后外輸。吸收了水分的貧醇富液塔底流出，減壓后進(jìn)入重沸器上部的富液精餾柱加熱后進(jìn)入閃蒸罐。閃蒸后的富液通過過濾器與活性炭過濾器除去其中的機(jī)械雜質(zhì)和降解產(chǎn)物并過濾后換熱后進(jìn)入精餾柱，與來自重沸器的蒸氣逆流接觸而得到部分提濃。在重沸器內(nèi)富液被加熱至約200℃，通過蒸餾去處水分，進(jìn)入氣提柱進(jìn)一步提濃成為貧液，經(jīng)換熱器冷卻進(jìn)入緩沖罐（圖1）。

　　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(yùn)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。

　　2流程堵塞污染原因分析及研究

　　2.1堵塞物成分分析

　　針對此種堵塞物，利用平臺實驗室條件進(jìn)行初步化驗和比對分析。

　?。?）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)。

　?。?）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?/p>

　　（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30min，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(yùn)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(yùn)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350mm提高到700mm，溶液在閃蒸罐內(nèi)的停留時間從10min漲到30min，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。