三甘醇脱水再生废气回收利用的安全风险控制

陈奕波，蒋璐，董琴，周晓曼，李宇维(.中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司，四川 成都 60000；.四川华油集团有限公司，四川 成都 60000；.西南油气田分公司输气管理处，四川 成都 60000)

0 引言

水分对于天然气而言有着极大的影响，当含水时会造成燃烧不充分等情况，而天然气中的一些游离水，与本身所夹带的化学物质相结合，形成具有腐蚀性的化学。而天然气水合物在管道中也会造成堵塞，不仅影响天然气的整体输气量，更会增大管线的压力，甚至会造成管线的安全事故。要除去天然气中的水分，可以采用天然气穿过三甘醇的方式进行脱水。三甘醇脱水装置主要分为吸收和再生两部分，是天然气在进入吸收部分的过滤分离器，除去游离液体和固体杂质，随后进入到吸收塔的底部，由下朝上与贫三甘醇溶液逆向接触，使得气体中的水蒸汽被三甘醇溶液所吸收而离开吸收塔顶部的干气流经过气体已冷却油再生部分进入吸收塔的三甘醇贫液，经过换热器冷却后的贫三甘醇溶液再进入到吸收塔顶部。吸收了天然气中的水蒸汽以后，三甘醇富液从吸收塔底部流入到再生部分。在换热器中与再生的热三甘醇贫液换热到77 ℃以后，进入到闪蒸分离器中，被分离出的三甘醇吸收的氢类气体经上部出口排空。而由闪蒸分离器底部所排出的三甘醇依次经过纤维过滤器和活性炭过滤器，可以去除少量固体[1]。

1 三甘醇脱水装置原流程及改进

1.1 原流程

三甘醇脱水装置原流程如图1所示。从三甘醇再生装置出的三甘醇再生废气可以直接排放在大气中，直接外排方式并不需要对三甘醇进行直接处理，工艺操作简单，但会对周围的环境造成较大影响。能源没能得到充分的回收利用，也会加剧经济损失。而随着节能减排与可持续发展战略的提出，国家开始注重环境保护与安全生产，出于能源节约与环境保护，基于以人为本的角度，三甘醇脱水装置流程需要得到改进完善[2]。

1.2 改进流程

第一种改进方案是将再生废气冷凝后再生气再脱水，系统内循环污水经过污水汽提塔，从而解决再生废气直接排放的问题，在改进工艺流程中，三甘醇的流量可达到1 000 m3/s，其质量分数可达到99.99%，温度可达到60 ℃。塔顶设置冷凝器、鼓风机、污水汽提塔和泵等设备，再生废气要通过他丁冷凝器进行一段时间的冷凝在与再生废气处于分离器中保持分离的状态，并在另一端与从甘醇吸收塔来的甘醇富液逆流接触后，作为气提气回用。污水在经过处理之前要经过污水气提塔，通过鼓风机向塔内鼓入外输干气进行气提，也能够达到减少尾气的目的。这类工艺流程不会增加额外施工设备，也能够满足国家要求标准，且费用较低。再生废气用作气提气，不仅有利于减少环境污染，更能够有效控制三甘醇损失。第二种工艺是采用DRIZO脱水工艺，采用共沸再生三甘醇的方式在注入BTEX溶液后，实现对气相组分的回收，经过回收后的三甘醇贫液质量分数可以达到99.99%。于传统脱水工艺有着本质上的差别，这类工艺会在塔顶上设置三相分离器，在经过三相分离后，可以实现对BTEX的有效回收，从而减少三甘醇的损失，达到降低环境污染的目的。这种工艺流程较短且工艺更加成熟，操作方便也能有效降低三甘醇的损失，BTEX的气相组分回收率高达95%以上。

图1 三甘醇脱水装置原流程图

2 三甘醇脱水装置流程改进后模拟分析

改进后需要采用HYSYS的方式对三甘醇脱水改进工艺进行重新模拟分析。对于方案一而言，经过模拟后发现含有BTEX的冷凝水在经过污水气提塔后的水分子摩尔函数高达99.99%，BTEX含量可忽略不计，三甘醇脱水改进工艺可以有效降低外输干气用量，也可以使得BTEX接近零排放，有效减少三甘醇损失的同时节约外输干气。对于方案二而言，三甘醇在吸收BTEX以后将于共沸剂充分接触，再生气冷却后进入到三相分离器，其中BTEX进入共沸剂后可以循环使用且不会直接排放到大气中，再生气中的BTEX组摩尔分数为0.626%，减少大气污染。

3 三甘醇脱水再生废气回收利用风险分析

首先是风险防控体系有待完善，我国仍有许多天然气处理项目中，对于三甘醇脱水再生废气会受利用方面的风险防控体系设置不够完善，相关工作人员缺少风险防控的意识，并没有及时将所存在的风险进行归类和统计。并对风险的等级进行排序，使得废气回收处理中，当出现了一些没能预料的问题时，往往会对整体施工和生产工艺带来一定的损失，甚至危害工作人员人身安全。再加上各个部门之间针对风险防范的责任与意识、职责区分不够明确，一旦出现问题往往相互推诿，很难追究到责任并快速处理问题。其次是生产自动化水平有待提高，一些工厂对于三甘醇脱水再生废气处理方面的施工仍然存在滞后性，自动化水平不高，仍有许多工序需要靠人工来完成，不仅耗时耗力，且潜在的风险不容忽视，也无形中加剧了工作人员的危险。自动化水平较低，也说明了内部的科学性不够理想。最后是生产加工序不够安全合理。正常来讲，脱水装置方面的安全防范和检修需要覆盖所有作业环节，从脱水装置到其附属设施都需要包含在内。但仍有许多工厂在进行废气回收利用时，缺乏风险控制，生产加工甚至会出现颠倒，没能更好地规避风险。

4 三甘醇脱水再生废气回收利用防范策略

4.1 完善风险防控体系

完善风险防控体系是三甘醇脱水再生废气回收利用的右翼防范策略，完善的风险防范体系是废气回收利用中保护环境，减少污染的重要选择，因此要采用先进的信息技术水平实现动态监控。风险监控实质上也是监控已知的风险，掌控残余风险，及时发现新风险。首先要组织制度监控。采用权责一致的制度，各个小组和部门都要负责相应的事务，细化职责和工作权限，为风险管理提供制度和组织的保障，还要核查检查监控。在经过核查后将发现的问题及时反馈给项目负责人，第一时间采取行动及时解决。为确保风险审核落实效果，问题解决后也要及时签字验收。其次，要展开动态列表监控，动态里面有监控，作为整个三甘醇脱水再生废气回收利用过程中十分重要的环节，要根据废气回收利用的实际情况，适当的增减监控列表的内容，并且每周都要做好风险的追踪，并标明风险的发展态势和具体的应对效果，最后要定期展开评估监控，随着项目进展的不断深入，风险所处于内部和外部的环境也发生着相应的变化，可能会产生全新的风险，因此，已识别出的风险发生概率及影响也会发生一定的改变，而相关负责人需要及时监察项目风险，进行动态管理，定期针对风险情况进行评估，总结整理评估结果。

4.2 提高生产自动化水平

提高生产自动化水平是三甘醇脱水再生废气回收利用的又一防范策略。通过生产工艺自动化的优化方式，可以有效避免各种潜在的风险因素出现，及时检查设备的同时，了解设备的运行情况和不安全因素，并进行调整。在三甘醇脱水再生废气处理和回收过程中，工作人员需要重点做好设备的应急能力调整，采取自动化控制和生产技术，减少控制的安全风险，还要着重进行监控单元的严格筛查，通过尽量控制的方式进行合理的温度调节，并控制变换器的温度。与此同时，要格外注重对于三甘醇脱水装置方面的检修，确保装置的正常运行。

5 结语

针对天然气处理工艺中的三甘醇脱水，再生废气的回收利用需要得到进一步的改善。遵循节能减排与可持续发展战略的同时，也需要注意安全风险的控制。在生产中要完善风险防控体系，提高生产自动化水平，并保证生产加工的安全合理，注重节约资源的同时，提高经济效益，使得三甘醇脱水再生废弃回收利用可以更加安全高效，符合新时期天然气加工运输的高质量要求。