永川LNG脱酸单元的优化改造与应用

彭 明

（中原油田天然气处理厂，河南濮阳 457000）

永川LNG脱酸单元的优化改造与应用

彭 明

（中原油田天然气处理厂，河南濮阳 457000）

永页1HF井LNG井站的脱酸单元由于胺液吸收不好，工艺流程问题影响原料气脱酸效果。进行优化改造后，原料气脱酸效果明显，二氧化碳含量降低，LNG产量提升。

脱酸；胺液；永页1HF井；二氧化碳

Abstract：The deacidification unit of LNG well station in 1HF well is affected by the poor absorption of amine solution，and the process flow problem affects the deacidification effect of raw material gas.After optimizing the transformation，the raw material gas deacidification effect is obvious，the carbon dioxide content is reduced，LNG production is improved.

Key words：deacidification；amine solution；permanent page 1HF well；carbon dioxide

1 项目概况

永页1HF井站由中石化中原油田永川项目部运行生产LNG的一套撬装装置。永页1HF井放喷页岩气回收利用LNG装置设计处理能力为3×104m3/d，LNG装置于2016年5月完成设备安装调试，6月份开始试投产应用。

本液化装置为可移动撬装装置，由脱碳单元、脱水单元、预冷单元、主冷单元和公用工程单元构成。主要工艺流程为：井口页岩气经水套炉，气液分离器处理后，压力3MPa原料气进入LNG液化装置，经过脱碳单元，天然气中的二氧化碳，硫化氢等被MDEA脱除，使天然气中CO2体积含量低于50×10-6。天然气再进入脱水单元，脱除其中水分、重烃和汞，使天然气中水露点低于-65℃。从脱水单元出来的商品天然气，经过液化单元成为液态天然气，进入产品储罐。

1.1 存在问题

存在的主要问题：

（1）经脱酸后的天然气二氧化碳含量高，会在冷箱单元及管线中形成絮状物冻堵管线，影响产品输送速度。同时生产出的LNG会带有固态二氧化碳絮状物，产品质量较差，无法达到甲方销售要求。

（2）井口原料气经多次检测含有微量硫化氢，工艺及安全要求需予以脱除，此外在脱酸单元中，贫液泵及相应的再生单元排液泵故障较多，胺液发泡严重，既影响脱酸效果又影响生产时率。

2 取得的主要技术创新成果

2.1 主要研究内容

2.1.1 影响脱酸效果原因分析

①脱碳单元管线未钝化，MDEA易发泡。②吸收塔6个、再生塔3个的液位难控制，操作繁琐。③胺液过滤器里无活性碳且过滤器封头泄露严重，底部阀门损坏。④过滤器前未设置机械过滤器过滤机械杂质，后未设置粉尘过滤器过滤活性碳粉末。⑤胺液发泡后，气液分离器排放出来的胺液没有收集地。⑥CO2分离罐液位在中控需要频繁手动启泵，操作繁琐。2.1.2 脱酸单元的工艺流程影响因素分析

脱酸单元整体工艺细节设计存在某些问题，影响了工作时率和脱酸效果，需要进行细节上的改造

1）装置区无备用泵；贫液泵只有一个继电器、贫液泵启动需放空泄压。

2）胺液流量大时贫液泵（撬内）有较大异响声。3）贫液泵（撬内）胺液泄漏量大且不易回收。

2.2 改造方案确定

通过对脱酸单元的整体分析，改造主要分为两部分，一是对胺液吸收效果的整体优化，二是对现场工艺流程主要是胺液再生单元流程的细节改造。2.2.1 胺液吸收效果优化方案确定

（1）更换腐蚀的管线及设备费用太大，维持系统稳定，将液位、压力、温度控制好，不可大起大落，以免造成系统内流体窜动，进一步的腐蚀。保持系统清洁，处理好原料气，投用胺液过滤器，除去胺液里的固体悬浮物、油类和降解产物。

（2）对脱碳单元冷却水系统进行整体改造，提高贫胺液水冷效率，确保胺液吸收温度达到最优值。

（3）将胺液过滤器投用，罐内加装活性碳，并维修罐体封头，更换无法使用的底部阀门。

2.3 脱酸单元现场工艺细节改造

（1）在贫液泵（撬外）旁安装不锈钢胺液储槽（1m3），用于收集贫液泵和气液分离器排出来的胺液，并和CO2分离罐的排液泵连接，便于将胺液储槽里的胺液打入到系统里。

（2）中控CO2分离罐液位手动启泵，改为PLC自动控制液位启停泵，减少了中控人员操作强度。

（3）增加新的贫液泵（撬外），使泵一备一用，2台贫液泵入口各自新增阀门，在一台泵维修时另一台泵可正常使用无需停机。

（4）由于安装贫液泵继电器位置空间小，又不能在其他地方安装新的继电器供贫液泵使用，在切换备用泵时只能电工更换线路。

（5）由于贫液泵（撬内）入口阀门口径较小，在胺液流量大时导致贫液泵有较大异响声，更换贫液泵（撬内）入口阀门DN50→DN65，加大了阀门口径，使胺液入泵更加畅通。

（6）贫液泵（撬内）填料破损，联系厂家发来新的填料及阀更换后，泵的泄漏量在可控范围内；安装胺液储槽，将泄漏的胺液回收利用。

3 现场应用效果分析

通过对装置进行优化改造，取得了明显的应用效果，主要体现在以下几个方面：

3.1 胺液吸收优化改造效果

在改造前处理量为5 000m3/d时，二氧化碳含量达到100×10-6左右，改造后处理量可以达到2×104m3/d，二氧化碳含量能保持在50×10-6以下，极大提高了LNG产量和产品质量。

3.2 脱酸单元现场工艺细节改造效果

改造后装置日平均生产时率由18h提高到23.6h，装置从根本上杜绝了因脱酸单元故障导致的停机。此外改造后大大降低了操作工人劳动强度和误操作频率。

相比改造前，天然气处理量大幅度提升，由改造前的5 000m3/d，提高到改造后的20 000m3/d，每天增产15 000m3，大幅度提高天然气处理量。

4 经济效益分析

改造后比改造前LNG处理量每天提高了15 000m3，液化 量 为（15 000m3÷625）×0.45t/m3=10.8t， 一 年 增 产LNG 量 为10.8t×365d=3 942t， 合 计 为 3 942t×3 500元 /t=1 379.7万元；

5 结束语

永页1HF井放喷页岩气回收利用项目，通过对脱酸单元的优化，顺利地解决原料气脱酸问题，提升了LNG装置的生产量和质量，也为后续的LNG应用奠定了实践基础。

[1] 侯天江.天然气净化技术[M].北京：中国石化出版社，2013.

Optimization and Application of Deacidification Unit of Yongchuan LNG

Peng Ming

TE644

B

1003–6490（2017）09–0100–02

2017–06–28

彭明（1990—），男，河南范县人，助理工程师，主要从事天然气处理工作。