乙二醇损失影响因素分析及对策研究

张哲 赵志卫 陈月娥（中石油新疆油田公司采气一厂，新疆 克拉玛依 834000）

呼图壁储气库由原呼图壁气田改建而成，为充分利用地层能量，天然气处理采用注乙二醇防冻抑制剂、J-T阀节流制冷、低温分离脱水脱烃的处理工艺。在第一采气周期运行中，发现乙二醇损失量大，直接影响外输天然气质量，造成资源浪费。因此，研究乙二醇大损失量原因及解决措施，对解决生产中类似技术问题，节约能耗，及储气库安全、高效运行和清洁生产有重要意义。

1 存在问题

1.1 第一采气周期运行期间，发现系统内乙二醇回收量不能满足生产需要，导致再生系统无法投用，需频繁向埋地罐内补入乙二醇，乙二醇回收率仅为77%，乙二醇回收率要求控制95%以上，SY/T 0076-2008《天然气脱水设计规范》中7.1.9条规定乙二醇损失比应控制在4mg/m3（天然气）。计算得出呼图壁储气库露点装置运行期间，乙二醇平均损失比达238mg/m3（天然气），超出标准要求50倍。

1.2 节流后温度为-18℃时，利用冷镜面法测试外输气水露点为-8℃，满足国家标准的要求，分析小屋在线露点仪与冷镜面法检测数值相差2-10℃，采气后期分析小屋出现仪器故障，经检查预处理单元内部充满液体，无法准确检测天然气水露点，经阿贝折射仪化验后证实液体为60%浓度乙二醇溶液。

1.3 下游706泵站反映站内过滤分离器排液较频繁，分别对分离器前后仓内液相取样化验，仓内液体分别为凝析油和60%浓度乙二醇溶液。

经上所述现象和问题分析，反应出采气系统运行中乙二醇损失量大。

2 乙二醇损失因素分析

2.1 气气换热器管壳程互窜

立式气气换热器原料气从管程顶部进入，乙二醇注入管程内部，如发生管程泄漏，注入的乙二醇窜入壳程随外输气带走，但实际生产中，气气换热器管壳程压力基本保持不变，故不存在天然气互窜的情况。

2.2 三股流换热器管壳程互窜

原理同气气换热器，主要是管程的低温分离器来液相（包含乙二醇富液）泄漏窜入壳程被外输气带走，但在第一采气周期三股流换热器未投用，故不考虑。

2.3 液烃分离器分离问题

为验证液烃三相分离器的分离效果，对分离器的油室和醇室分别进行取样化验，发现凝析油中不含乙二醇溶液，因此可排除乙二醇溶液分离不彻底被带至凝析油中。

2.4 低温分离器分离问题

经上述可能原因的排除，并对乙二醇再生系统检查，参数液位控制情况排查等均正常，逐可判断低温分离器分离效果不佳，导致凝析油和乙二醇溶液被天然气卷吸进入下游外输管线，是造成乙二醇损失量大的直接原因。

3 低温分离器低效原因分析

根据现场反馈的工况参数，以及原始输入条件，结合注醇系统工艺对低温分离器旋流元件进行模拟核算可得出：

分离器内部高效旋流元件具有一级分离和二级分离功能，通过如下流速矢量图可以看出一级旋流液体通过升气管有爬升现象，当含液量较大时，会存在将液体带到二级分离中；二级旋流截面流速过高，在400×104Nm3/d即达到20m/s，液体破碎被吹出旋流元件，被气体携带走，从而导致分离效果不佳。

4 低温分离器适应性改造研究

通过乙二醇损失因素分析，制定对策，对低温分离器进行适应性改造。

4.1 新增入口布液原件和波纹管，减少气体紊流和液滴夹带；

4.2 更换低速旋流筒，增加旋流筒根数，使旋流截面积增加，旋流流速下 降，液体不易被带走；

4.3 旋流元件和波形板组件分别设置独立降液管，降低气体携液性。

5 低温分离器改造后运行效果研究与应用

5.1 低温分离器运行分析

低温分离器在不同气量下，各参数均控制在设计范围内，未发生异常情况；

由技术监督站和实验检测研究院进行多次外输气水露点测试，测试结果均合格；在外输区汇管处几次排气取样，未见到液；统计半个月产液量，凝析油产量符合地质规律，凝析油饱和蒸汽压周测试结果为（61-68 Kpa），符合冬季正常值。

5.2 乙二醇损失率计算

采气系统运行分为两个阶段，西气东输二线转供气期和采气调峰工况期。西二线转供气期，未投运乙二醇再生系统，根据贫富液罐液位差计算罐体体积来推算乙二醇损失量。带入积分公式计算得出：连续取7天数据损失率均低于5%的控制指标，回收率可达97%以上。采气调峰工况期，投用乙二醇再生系统，根据乙二醇埋地罐补醇记录液位变化情况，带入公式计算共消耗乙二醇6.94m3。根据现运行气量600-700万方/天，平均注入乙二醇速度为500L/h，总计552m3，即：乙二醇损失率为6.94÷552=1.3%，回收率可达到98%以上。

6 结语

6.1 通过现场调研和综合分析储气库乙二醇损耗情况，对损失影响因素分析，确定低温分离器分离效果不佳问题，制定对策进行改造，并对改造后分离效果应用进行研究，保证外输天然气质量合格，分离效果良好。

6.2 降低了乙二醇和凝析油的损失率，乙二醇损失率控制在5%以下，回收率可达97%，节约能耗，对储气库安全、高效运行和清洁生产有重要意义，新型立式低温分离器在同类气田、储气库具有较大的市场推广价值。

[1]胡益武等著.低温分离工艺乙二醇注入系统的研讨《天然气与石油》2006年03期.

[2]郑欣等著.影响低温法控制天然气露点的因素分析《天然气工业》2006年08期.