三甘醇脱水装置两例典型故障分析

摘要：三甘醇脱水装置是目前广泛应用于气田的脱水设备之一，其原理是利用三甘醇的亲水性，通过与天然气的充分接触及高低温循环，实现天然气的脱水目的及三甘醇的提纯重复使用，以其使用可靠性，经济型，便捷性等，被认可为各大气田主要脱水设备之一，本文所述三甘醇脱水装置两例典型故障，谓之典型是为日常生产中不常见，所以也谨以此文作为各使用设备者参考，预防此类故障重复发生，避免不必要损失。

关键字：三甘醇 故障 分析

中图分类号：TM307+.1

一、工艺简述：

经过分离脱掉大部地层水及泥沙的天然气，从吸收塔底部进入向上流动， 经过泡罩塔盘与向下的三甘醇溶液形成逆流，充分接触脱去天然气水分后由吸收塔顶流出后外输。三甘醇溶液吸收了天然气中的水份成为富三甘醇溶液，从吸收塔底部流出进入再生部分，在贫/富三甘醇换热器（冷）中与再生好的热三甘醇贫液换热后进入闪蒸分离器中；在这里分离出被三甘醇溶液吸收的烃类气体经上部出口排空，而由闪蒸分离器底部排出的富三甘醇经过过滤器，以除去其在吸收塔中吸收与携带过来的少量固体、液烃、化学剂及其他杂质。随后，富三甘醇溶液经贫/富三甘醇换热器（热）预热，进入重沸器上部的精馏柱中；在这里，富三甘醇向下流人重沸器，与由重沸器中气化上升的热三甘醇蒸气和水蒸气接触，进行传热与传质；重沸器内由富三甘醇中气化的水蒸气经精馏柱顶部排至大气，再生好的贫三甘醇溶液由此流出后经贫/富三甘醇换热器（冷）冷却，然后经三甘醇泵加压去气体/三甘醇换热器进一步冷却，最后进入吸收塔顶部循环使用，完成整个三甘醇循环过程。

二、故障部位简述

1、：吸收塔是三甘醇脱水装置的关键设备之一，主要分三部分：下部预分离段，中部吸收段，上部气液捕集段。预分离段主要对进人吸收塔的天然气进行再分离，保证气体进人吸收段后达到工艺要求；吸收段主要是借用甘醇的吸收特性深度去除天然气中的饱和水；气液捕集段设置了特殊的高效捕集器去除气中的三甘醇。

2、换热罐用于热贫甘醇与冷富甘醇之间的换热，同时作为甘醇沉降以及循环泵进料的缓冲罐，换热罐内设有两组盘管，一组盘管作为富甘醇进闪蒸罐前的加热盘管，另一组为富甘醇进富液精馏柱前的加热盘管。

三、故障描述

1、某气田三甘醇脱水装置在使用过程中，发现贫液罐内异响，能量泵失压、停泵，申请检修拆卸将贫液罐盘管抽出，对盘管进行水试压，大约1MPa压力发现漏点，经反复打压、共发现漏点10余个，内外盘管均有发现。见下图

2、某气田进行三甘醇例行检修完成后试运行发现三甘醇损失严重，经分析判断可能为伞帽被吹掉，吸收塔中吸收塔塔盘与闪蒸段之间有明显泄漏，将塔内填料及各类附件全部拆卸后，至于空旷场地，并施高压水枪冲洗，在随后晾晒过程中，巡检人员发现填料间有烟雾冒出，判断填料发生自燃现象，迅速采取灭火措施，并告知相关领导，经进一小时后完全扑灭，填料波纹板全部烧蚀变形，无法继续使用。

四、原因分析

1、盘管泄漏：经检查分析发现漏点为“固定内外盘管的两个角铁之间的固定杆与盘管之间发生长时间的磨损造成的。

1）经过盘管的富甘醇由于依靠泵推动，流速快，压力大，造成盘管的震动，盘管直接插入贫液罐内，除靠面板螺栓固定外，在贫液罐内部未进行有效固定，运行过程中，受到气体流量波动，引发共振，虽然盘管有一定弹性，但也避免不了晃动及震动磨损，而与盘管接触的贫三甘醇，对晃动阻止力较小，久之，造成磨损。

2）三甘醇能量泵震动，经过管线传递，引发贫液罐内的盘管发生共振，造成盘管磨损。

3）设计缺陷：①固定内外盘管的两个角铁之间的固定杆与盘管之间是紧密相连的，没有固定杆防磨损护套，导致盘管长时间磨损泄漏。②换热盘管在贫液罐没有完全固定好，另外一头没有固定，虽然靠盘管弹性防止过度晃动，但效果不好，依然能够磨损。

2、填料自燃

1）吸收塔波纹管在经过一段时间的脱水处理，与天然气、三甘醇发生接触，使得波纹管壁上留有一部分残留物，当波纹管暴露在空气中，随着温度的升高，发生自燃，导致波纹管烧毁。

2）初步判断自然物质为FeS，黑褐色六方晶体。集输管线产生的微细的FeS腐蚀产物会随天然气从上游不断地往下游转移，在经过三甘醇波纹管时，速度变低，加之波纹管具有较大的比表面积，使的波纹管具有高效的过滤功能，上游携带来的FeS腐蚀产物很容易被拦截下来。这样，在大负荷、长周期、多周期连续运行的吸收塔，塔内将积聚一定量的FeS。由于塔设备内的FeS不是纯净物，与三甘醇、水、砂等混在一起形成结构较为疏松的垢污，当拆卸出的波纹管暴露在空气中，随着环境温度的升高，加之蒸汽吹扫，发生以下化学反应：

4FeS+7O2=2Fe2O3（红棕色粉末）+4SO2 （刺鼻的气味）

二价铁离子被氧化成三价铁离子，负二价硫氧化成四价硫，放出大量的热量，加之蒸汽，造成局部温度升高，加速周围FeS的氧化，形成连锁反应，造成自燃。

以上判断仅为分析，具体的燃烧物质需经过化验收集到的残留物才能确定。

上述两例故障分析，仅为自身与设备操作人员的经验所谈，不足之处请指正。