第3期李彩紅等:乙二醇在天然氣換熱器中的凍堵原因分析37乙二醇在天然氣換熱器中的凍堵原因分析李彩紅,張濤中原油田分公司天然氣處理廠,河南濮陽457162)摘要:根據(jù)生產(chǎn)情況,對換熱器凍堵的原因進(jìn)行了分析,通過對換熱器設(shè)計(jì)資料的分析、計(jì)算,得岀♂二醇凍堵的依據(jù)。矯正了己二醇加注噴嘴的安裝角度,調(diào)節(jié)了原料氣在換熱器中的流量分配,解決了換熱器壓差高、換熱效釆差的問題。關(guān)鍵詞:乙二醇;換熱器;凍堵中圖分類號:TQ050.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1003-3467201603-0037-02加納天然氣處理廠最大處理能力約420×104組分,滿足天然氣烴露點(diǎn)的要求。其中氣體冷卻單Nm3/d,最小處理能力約140×104Nm3/d,產(chǎn)品有商元主要為通過氣氣換熱器用低溫分離器的低溫商品品氣、液化石油氣和凝析油。裝置采用乙二醇脫水氣預(yù)冷原料氣,通過氣液換熱器用低溫分離器的低以滿足天然氣水露點(diǎn)及制冷工藝對氣體含水量的要溫天然氣凝液預(yù)冷原料氣,冷卻系統(tǒng)工藝流程如圖求。再采用J-T膨脹制冷工藝回收天然氣中C:1所示。氣氣換熱器管程來自海上原料氣人凵分臺的)料氣離及過濾單元?dú)庖簱Q熱器管程去商品氣外輸氣氣換熱器殼程氣相低溫分離器上乙烷塔進(jìn)料氣液換熱器殼程1原料氣冷卻系統(tǒng)工藝流程示意圖1生產(chǎn)中存在的問題塞問題,并對堵塞的原因進(jìn)行分析,可能存在以下幾方面。自2014年12月份以來,加納天然氣處理廠主2.1臟堵裝置區(qū)20單元?dú)鈿鈸Q熱器E-200出現(xiàn)管程壓差增換熱器管程有可能是被管線中的鐵銹等雜質(zhì)堵大、換熱效果變差的現(xiàn)象,導(dǎo)致商品氣熱值超標(biāo)、C3塞,但臟堵很難解釋最初的乙二醇加注可以解決壓收率降低等一系列問題。差升高問題,且與其并列運(yùn)行的氣液換熱器無論從氣氣換熱器作為制冷單元的核心設(shè)備,其工作結(jié)構(gòu)形式上還是工藝介質(zhì)上都一樣,但氣液換熱器狀況直接影響了商品氣的質(zhì)量及LPG、凝析油的產(chǎn)并沒有出現(xiàn)過此類問題。通過分析基本可以排除是量。因此急需找出氣氣換熱器壓差高、換熱效果差臟堵。的原因,從根本上解決產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量的問題。2.2乙二醇凍堵中國煤化工點(diǎn)對照表可知,純乙2問題的查找CNMHG的乙二醇水溶液冰點(diǎn)根據(jù)裝置運(yùn)行參數(shù)判斷氣氣換熱器管程存在堵為-48℃但在糸統(tǒng)內(nèi)加注的乙二醇均按80/20收稿日期:2016-01-28作者簡介:李彩紅(1986-),女,助理工程師,從事天然氣處理的生產(chǎn)及研究工作,電話:18739392512。河南化工HENAN CHEMICAL INDUSTRY2016年第33卷的比例進(jìn)行添加的,結(jié)果換熱器壓差過高問題沒有到氣氣換熱器和氣液換熱器的前提下,由于氣氣換得到任何改善。乙二醇再生塔底溫度設(shè)在116℃,熱器的換熱面積只有氣液換熱器的60%,但其換熱査閱乙二醇水溶液沸點(diǎn)對照表可知再生后的乙二醇負(fù)荷卻為氣液換熱器的1.13倍。由此,基本可以確濃度應(yīng)在70%左右。通過以上數(shù)據(jù)分析可以排除定換熱器的凍堵部位為E-200B乙二醇凍堵的原因。3.2凍堵原因分析2.3水合物凍堵查閱設(shè)備資料可以看出,氣氣換熱器管板上的若是水合物凍堵,則加注甲醇后應(yīng)該能迅速有管子布局近似為橢圓形,對應(yīng)的乙二醇加注噴嘴噴效地解決問題,而事實(shí)并非如此。并且發(fā)現(xiàn)氣液換霧形狀為60°的橢圓錐形。由此可知,氣氣換熱器熱器不出現(xiàn)水合物凍堵問題,每次對換熱器進(jìn)行升的乙二醇加注噴嘴的安裝角度應(yīng)水平安裝,這樣噴溫吹掃均能使換熱器壓差大幅度明顯降低,換熱效岀的二醇才能剛好完全覆蓋在換熱器的管板上。果恢復(fù)正常,但僅能維持不到兩天,又慢慢惡化。綜上分析,氣氣換熱器凍堵的部位應(yīng)為E3原因分析200B的管板口,原因一是此處溫度最低;二是乙二醇加注噴嘴有問題,導(dǎo)致噴霧效果不好。為徹底解經(jīng)過對以上各種可能的原因進(jìn)行分析,最可能決換熱器凍堵問題,裝置在4月份進(jìn)行了停產(chǎn)檢修的還是水合物凍堵,因此找出水合物凍堵的根本原打開了氣氣換熱器的管箱。并調(diào)整了工藝參數(shù)因是解決問題的關(guān)鍵檢修發(fā)現(xiàn)E-200B乙二醇加注噴嘴的實(shí)際安3.1分析凍堵部位裝與水平方向成30°角,應(yīng)該水平安裝。這樣直接根據(jù)氣氣換熱器和氣液換熱器的設(shè)計(jì)資料發(fā)導(dǎo)致了噴出的乙二醇不能完全覆蓋在管板上,即管現(xiàn),雖然兩種換熱器在結(jié)構(gòu)、外形尺寸、管程工藝介板上部分換熱管實(shí)際上沒有噴注乙二醇,這是導(dǎo)致質(zhì)上并無差別,但是其內(nèi)部仍有很大不同。氣氣換熱器凍堵的主要原因。氣氣換熱器分為上下兩個(gè),分別為E-200A和由于氣氣換熱器的換熱面積只有氣液換熱器的E-200B。E-200A和E-200B的換熱面積及換熱60%,但其換熱負(fù)荷卻為氣液換熱器的1.13倍。原管布置均相同,其中換熱面積各為283.5m2,熱負(fù)設(shè)計(jì)氣液換熱器、氣氣換熱器的原料氣人口閥均保荷為1641kW。氣液換熱器同樣分為上下兩個(gè),分持全開狀態(tài),為了優(yōu)化換熱器的性能,合理分配原料別為E-210A和E-210B。E-210A和E-210B氣流量,根據(jù)熱負(fù)荷之比,調(diào)節(jié)氣液換熱器入口閥門的換熱面積及換熱管布置均相同,其中換熱面積各開度,使得原料氣流量分配比約為1:1.2(氣液為468m2,熱負(fù)荷為1446kW氣氣),使原料氣經(jīng)過氣氣、氣液換熱器換熱后的溫由此對比可以發(fā)現(xiàn),氣氣換熱器的換熱面積約度處于最佳溫度點(diǎn)。從操作運(yùn)行上進(jìn)一步避免了換為氣液換熱器的60%,而熱負(fù)荷卻為1.13倍熱器出現(xiàn)局部凍堵的現(xiàn)象。根據(jù)查閱的換熱器數(shù)據(jù),利用計(jì)算軟件可以分4結(jié)語別計(jì)算出原料氣進(jìn)出各換熱器的溫度。當(dāng)原料氣的流量平均分配到氣氣換熱器和氣液換熱器中時(shí),E通過對換熱器進(jìn)行研究分析,找出了氣氣換熱-200A進(jìn)口溫度為15.3℃,出口溫度為-7.6℃,器凍堵的根本原因,矯正了乙二醇加注噴嘴的安裝E-200B進(jìn)口溫度為-7.6℃,出口溫度-16.6℃;角度,調(diào)節(jié)了原料氣在換熱器中的流量分配,解決了E-210A進(jìn)口溫度為15.3℃,出口溫度-3.3℃,換熱器壓差高、換熱效果差的問題。E-210B進(jìn)口溫度為-3.3℃,出口溫度-7.7℃。參考文獻(xiàn)對比計(jì)算結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),在E-200A、E-200B、E-210A、E-210B換熱器中,原料氣溫度最1]中國煤化工M].北京:石油工業(yè)出版低的為氣氣換熱器E-200B。氣氣換熱器E-200BCNMHG的原料氣溫度最低,是因?yàn)樵谠蠚饬髁科骄峙?/p>