脱硫溶液系统发泡原因浅析

白文华 姚小琪 崔虎 苏晓庆(长庆油田第一采气厂 陕西 靖边718500)

一、MDEA 发泡原因

研究表明，新鲜的、不含任何杂质的MDEA 溶液在脱除天然气中酸性组分时不会产生发泡现象。 据文献报道， 能够污染MDEA 溶液并引起溶液发泡的主要污染物有：MDEA 的降解产物、MDEA 对设备的腐蚀产物、 天然气带到胺溶液中的污染物、MDEA 原料中含有的杂质、活性炭颗粒污染、水中含有的无机离子等。

上述污染物中，MDEA 降解生成的有机酸或热稳定性盐与CO2、H2S 等酸性物质一样，能够降低溶液的pH 值，使溶液酸性增强，又加速溶液对设备的腐蚀。这些降解产物和天然气、MDEA原料带入的各种有机杂质大多具有表面活性剂性质， 能够显著地改变溶液的表面张力、表面粘度等物化性质，而且表面活性剂链段之间相互作用形成较坚固的双分子层液膜， 表面活性剂的亲水基团产生的水化作用能有效防止液膜中溶液排液， 使其形成稳定泡沫。

二、第三净化厂溶液系统发泡浅析

第三净化厂装置是整套从国处引进的天然气净化装置。 脱除H2S、CO2 所使用的物质为甲基二乙醇胺（MDEA）配方溶液，脱除H2O 所使用的物质为三甘醇（TEG）溶液。自去年8 月31 日检修结束正常生产后，胺液富液过滤器滤芯清洗，更换频繁。 富液浊度居高不下，再生塔结垢严重，溶液再生质量的下降导致装置运行不稳定， 拦液次数较多， 种种迹象表明溶液系统发泡严重。 引起脱硫系统溶液发泡的物质主要来源于以下几个方面。

（一）、气田污水和气井缓蚀剂

第三净化厂气源来自长庆气田靖边气区。 该气区气井产水量大，矿化度高，在生产过程中使用缓释阻垢剂防止井下设备腐蚀，使用甲醇保证冬季气井的正常生产，天然气从气井到集气站之后经过简单的分离和脱水输送到净化厂， 故原料气含有一定量的气井缓蚀剂和气田污水。 气田污水和缓蚀阻垢剂以及原料气含有的酸性组分同时进入集输气管线， 会对集输气管线内壁造成一定程度的腐蚀， 腐蚀产物也会随天然气气流进入到净化厂，进而进入脱硫溶液系统，引起发泡。

（二）、溶液本身污染问题

为了解评价胺液在使用一段时间后化学性质的变化， 进行试验1：现场取富液、贫液在100℃下持续加热27 分钟，富液颜色变得和贫液一样。

试验2： 在贫液和50%的新鲜胺液中持续通入原料天然气，贫液通入3 分钟后颜色变黑，而50%的新鲜胺液通入12 小时颜色没有变化。

通过上述试验可以看出，溶液系统本身存在一定问题，导致溶液本身出现变质情况，增加了溶液发泡的可能性。

四、解决方法

（一）、加强原料气过滤

第三净化厂装置自05 年开始，装置运行极不稳定；滤芯更换频繁，溶液再生质量不高且浊度居高不下。 经过分析认为原有设计和现有的原料气质量存在较大的偏差， 原有的原料气过滤器（以下简称F-200A）不能满足预处理的要求。第三净化厂2005年10 月检修期间对原料气过滤流程进行工艺改造，加装了原料气高效过滤器（F-200B），在运行一年中，装置运行平稳，富液溶液浊度下降，富液过滤器滤芯更换次数大为减少，再生塔结垢也得到了一定的遏制。 加强原料气的过滤是非常有效的防止污染物进入脱硫溶液并引起脱硫溶液发泡的方式之一。

（二）、加强对脱硫溶液贫富液的过滤

通过分析可知，现用的富液过滤器不能满足生产要求，结合第一、 二净化厂大型装置采用的3M 滤芯过滤器的使用效果，于2005 年11 月在现有的过滤器前串联了一台3M 滤芯过滤器,该过滤器投用后，过滤器在正常的设计差压下运行，滤芯清洗频率为三天一次，滤芯更换为23 天更换一次，起到了良好的清洁作用。 另外在脱硫系统溶液加强胺富液过滤的情况下，适量投用活性炭过滤器F-223 以充分吸收系统溶液内降解产物及重烃组分，保证脱硫装置的平稳运行。

五、发泡拦液后的处理

（一）、加入阻泡剂

实际生产中发现，在刚开始有拦液迹象时，加入阻泡剂的效果较为明显，但是必须在拦液的第一时间能做出准确判断，及时加入阻泡剂，否则没有作用。

（二）、降低气量或者停泵

当加入阻泡剂没有效果，差压仍然上升时，进行降产处理；当降产后，脱硫塔差压仍然没有下降的趋势，或者下降缓慢，差压持续升高，湿净化分离器有液时，必须停泵处理，否则极易将脱硫溶液带到脱水系统，导致严重的带液事故。

（三）、加入小剂量新鲜溶液

另外还发现，在拦液比较频繁的时期，向脱硫溶液系统中加入小剂量的新鲜溶液能够抑制拦液的发生频率。

六、结论

引起溶液发泡的原因是多方面的，消除时也应该全面考虑。特别是溶液对设备的腐蚀和溶液本身的降解两个因素是同时存在相互促进的，应该综合考虑。 结合第三净化厂的实际情况，得出以下结论：

1、加强原料气的过滤对发泡情况有明显的抑制作用；

2、 加强对脱硫溶液系统的清洁过滤工作也能减少溶液发泡；

3、及时加入消泡剂，可以降低发泡趋势，消减由于发泡拦液对日常生产的影响；

4、在频繁拦液时期，加入小剂量的新鲜溶液能够消减溶液发泡拦液发生的频率。

[1]朱利凯 我国天然气工业的发展及面临的挑战《石油与天然气化工》创刊30 周年专辑

[2] 陈赓良 炼厂气脱硫的清洁操作问题 石油炼制与化工2000 年8 月

[3]王登海 王遇冬 党晓峰 长庆气田天然气采用MDEA 配方溶液脱硫脱碳 天然气工业2005 年4 月

[4] 李时宣 王登海 王遇冬 刘玮 刘子兵 长庆气田天然气净化工艺技术介绍 天然气工业2005 年4 月

[5]付敬强 王鸿宇 周虹见 脱硫溶液污染原因分析 石油与天然气化工 第三十卷第六期

[6]金祥哲 张宁生 王小泉 用灰关联法分析醇胺脱硫溶液的发泡原因 油田化学 第22 卷第1 期