阿姆河第一天然气处理厂投产运行评价.pdf

石油与天然气化工 CHE MI C AL E NGI N E E RI N G OF OI L GA S 阿姆河第一天然气处理厂投产运行评价 王 剑 喻泽 汉 罗 斌 曹 杰 中国石 油 西南 油气 田公 司阿姆 河项 目部 摘 要 中国石油阿姆河第一天然气处理厂于 2 0 0 9年 1 2月 1 4日开工投产， 现已安全平稳运 行近 2年。该文对阿姆河第一天然气处理厂开工试运、 工艺设计等进行 了详细的介绍 ， 对装置特点 及存在 问题 进行 了工艺运行 评价 ， 以期 对其他 工程 的设 计 、 施 工 、 运 行 、 管理起 到一 定 的借 鉴作 用 。 关键 词 阿姆 河 天然 气 运行评 价 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 7 3 4 2 6 ． 2 0 1 1 ． 0 7 ． 0 0 4 阿姆河第一天然气处理厂是 中土两国在能源领 域合作的重大项 目， 也是中国石油迄今为止大规模 境外天然气勘探开发合作项 目之一 。该厂主要处理 来 自萨曼杰佩、 麦 捷让、 根吉别 克三个气 田的原料 气 ， 净化气进行 贸易计量后经中亚管道输送回中国。 装置原料气设计处理能力 5 5 ． 3 6 1 0 。 m。 ／ a ， 生产硫 磺 2 1 ． 3 8 1 0 t ／ a ， 生产凝析油 1 8 ． O 8 1 0 t ／ a 。装 置包括 1套集气装置， 4套主体装置 脱硫脱碳 、 脱 水 、 脱烃、 硫磺 回收 ， 2套凝析油稳定装置以及锅炉 房、 空氮站、 给排水系统 、 循环水系统 、 燃料气系统 、 火炬放空系统 、 污水装置 、 胺液净化装置等辅助及公 用工程 设施 共计 4 8个 单元 。 装置于 2 0 0 8年 4月 1 0日平场施工， 2 0 0 9年 1 2 月 1 4日第 1 套主体装置投产运行 ； 2 0 0 9年 1 2月 1 8 日第 1 I 套主体装置投产运行 ； 2 0 1 0年 2月 4日第 1 I I 套主体装置投产运行 ； 2 0 1 0年 7月 2 7日第 1 V 套主体装置投产运行 。2 0 1 1年 4月和 5月分别进 行单套和全装置最大负荷测试。从测试情况来看， 在确保产品气合格的前提下 ， 单套装置原料气最大 处理能力完全能够达到设计值 ， 全装置原料气最大 处理能力可达 1 7 0 0 1 0 m。 ／ a 。 l装置设计及运行优化情况 1 ． 1集气装置 集气装置接收 A 区气 田萨曼杰佩 、 根吉别 克、 麦捷让 3条集气干线来气。装置设有收球筒 、 段塞 流捕集器 、 汇管和重力分离器 。每 台重力分离器分 别对应一套主体装置 ， 段塞流捕集器和重力分离器 排出的气田污水及凝析油直接去凝析油稳定装置处 理 。 在运行过程中， 因管线制造缺陷， 该单元段塞流 捕集器至 汇管处 的一条 L 3 6 0 MC S直 焊缝 D N5 0 0 输气管线曾经发生破裂 ， 经施工单位更换后恢复生 产。为加强管线强度并减小管线破裂后 的危害， 目 前该单元所有该类型的原料气管线均以碳纤维材料 进行包裹。 1 ． 2脱硫装置r ] 处理厂设置 4套处理能力相 同的脱硫装置 ， 设 计单套处理原料天然气 4 1 6 ． 7 1 0 m。 ／ d ， 系统采 用 4 5 9 ／ 6 叫 甲基二乙醇胺 MD E A 水溶液脱除天然 气中几乎所 有 H S和部分 C O ， 溶 液循环 量 2 5 4 m。 ／ h ， 出装置 湿净化 气 中 H S含 量≤ 7 mg ／ ／ m。 ， C O。 含 量≤ 2 。 在吸收塔 1 9层及 2 2层塔 盘处 均设 有贫液入 口， 可以根据实际需要调整贫液入塔层数及入塔贫 液量。溶液过滤系统设有胺液预过滤器、 活性炭 过 滤器、 精细过滤器三级过滤。贫液循 环泵采用富液 水力回收透平与电机串联驱动的方式回收富胺液的 压力能， 达到节约能源的 目的。富液闪蒸罐 、 酸水 回 流罐均设有撇油管线， 运行中通过调整罐内液位撇 出溶液表面的凝析油 。撇 出的凝析油、 富液或酸水 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4 0 卷增刊 阿姆河第一天然气处理厂投产运行评价 混合物进入污油闪蒸罐， 在污油闪蒸罐 中进行油水 分离 ， 当油相液位高时利用氮气 将废油压至凝析油 稳定装置处理 ， 水相直接排至低位罐 回收进系统 。 脱硫装置开产至今运行安全、 平稳 ， 单列处理能 力和各项工艺指标均能达到设计指标。 运行过程中遇到的问题及解决措施 原料气入 塔温度超过设计值 ， 设计原料气进气温度为 5℃～ 3 5℃， 实际运行 中原料气温度一直保持在 4 1℃～ 5 0℃。E l 常操作过程 中在保证产 品气合格 的前提 下 ， 应尽量将贫液温度提高至 3 5℃～3 8℃， 同时加 强富液闪蒸罐 、 酸水 回流罐的撇油操作 。 1 ． 3脱水装置[ 2 处理厂采用 固体吸附法脱水工艺， 通过 4塔切 换操作实现分子筛对天然气中水分 的吸附和再生 ， 从而达到深度脱除湿净化气中水分的目的。通过脱 水装 置 后 的 干 净 化 气 水 露 点 降 至 一2 1℃ 5 ．9 MP a 以下 ， 以满足脱烃装置正常运行的需要 。装置 使用同一股气流 ， 先用作冷 吹气 ， 后作 为再生气 ， 具 有节能 、 操作简单、 自动化程度高、 脱水深度高等优 点 。 运行过程中遇到的问题及解决措施 由于分子 筛在吸附水 的同时也会吸附 H s ， 当分子筛再 生时 H S被再生气带 出， 导致再生气中 H S出现周期性 的较大波动。经实测 ， 分子筛开始再生 1小时左右 ， 再生气 中 H。 s含量可达到峰值 2 8 6 mg ／ m。 。 检修期间已将再生气由返回脱水塔前变更为返 回脱硫单元吸收塔入 E l ， 使再生气 中的硫化氢在脱 硫塔 内予以脱除 ， 彻底消除再生气 中所含硫化氢在 脱水装置分子筛床层上累积 的现象 。 1 ． 4脱 烃装置 脱烃单元从开产至今运行情况总体较好， 完全 能够满足产品气烃露点要求 。缠绕管式高效多相换 热器将脱硫湿净化气 、 脱水干净化气 、 脱烃后的产 品 气三股物流进行热交换 ， 结构紧凑 ， 占地较少 ， 降低 装置能耗 。 该装置制冷系统采用丙烷压缩循环制冷工艺 。 利用外部丙烷制冷 、 低温分离工艺脱除天然气中大 部分 C 。 ， 使 净化 天然 气 的烃 露点 降 低到 一5℃ 4 ． 5 MP a 1 0 MP a 以下 ， 满足天然气长输管道对 天然气烃露点的要求 。 运行过程中遇到的问题及解决措施 脱烃装置 低温分离器捕雾 网在运行过程 中出现垮塌 ， 导致冷 凝下来 的液烃没有完全捕集 ， 低温分离器储液不明 显。装置检修时更换了垮塌 的捕集器捕雾 网， 更换 后低温分离器储液明显 ， 产品气质量完全合格。 1 ． 5硫磺回收装置 装置采用的冷床吸附工艺设计合理 ， 安全可靠 ， 操作及控制简单方便 ， 自动化程度高 ， 硫磺 回收率达 到设计值 ， 尾气 S O 外排量满足当地环保要求。 该装置采用三级催化转化的低温克劳斯工艺， 包括一个热反应段和三个催化反应段 。设计硫回收 率≥9 8 ． 8 ， 单套硫磺产量 1 6 1 ． 8 t ／ d 。装置低温克 劳斯段的二、 三级反应器和相应 的硫磺冷凝冷却器 通过三个三通切换 阀程序控制 ， 完全采用 自动切换 操作 。新更换后 的再热炉燃烧器采用冷膜风技术， 从再热炉前引一股过程气作为冷膜风， 在保证再热 炉出口过程气温度的同时又可以有效控制燃烧器温 度 ， 防止再 热 炉超温 现象 。 运行过程 中遇到的问题及解决措施 投产初期 再热炉燃料气耗量超过 8 0 m。 ／ h 设计最高为 1 2 0 m。 ／ h 时 4列装置一二级再热炉均存在啸 叫、 振动 严重的现象。装置检修期间将进 口燃烧器更换为带 冷膜风技术 的新燃烧器 。更换后燃 烧器 已运行 2 年 ， 未再出现啸叫和振动现象 ， 装置运行平稳 ， 硫磺 收率高于 9 8 ． 5 。 1 ． 6凝析油稳定装置 该装置采用 降压 闪蒸 和简单蒸馏法 的工艺方 法 ， 使凝析油在较低压力条件下闪蒸 ， 脱除部分易挥 发 的轻 烃及 H S， 以达 到初步 稳定凝 析油 的 目的 。 凝析油稳定装置运行情况较好 ， 完全能够处理 集气装置的油水混合 物， 生产 的稳定凝析油符合土 库曼斯坦标准 T D S 6 3 8 2 0 0 4 稳定天然气凝析油 规定的 I 类产品质量指标 。 运行过程 中遇到的问题及解决措施 投产初期 上游开关井带来大量乳化物 ， 其设置的油水分离设 备不能有效分离 ， 导致后续 的稳定填料塔和酸水汽 提填料塔偶尔发生堵塞。 目前经过优化工艺流程 ， 使集气装置液体先进 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 石油与天然气化工 CHEMICAL E NGI NEERI NG OF OI L GAS 人未稳定凝析油球罐静置， 然后再进人三相分离器 分离和稳定装置 ， 以解决稳定填料塔和酸水汽提填 料塔 堵塞 的状况 。 1 ． 7辅助及公用工程 1 ． 7 ． 1燃料气系统 燃料气系统 自开产至今运行一直正常 、 平稳 。 装置主要为脱水装置 、 硫磺 回收装置 、 放 空火 炬 、 锅炉房、 生活区提供燃料气 。正常生产时燃料气 来源为产品气和脱硫装置的闪蒸气 ， 停产检修时利 用 处理厂 至外输 站 的管存 气补充 。 1 ． 7 ． 2新鲜水系统 、 消防水系统 新鲜水和消防水系统能够满足装置用水和全厂 消防用水供给需求 。 水源站来的新鲜水经调节水罐 、 纤维球过滤器、 紫外线净水仪杀菌处理后进入三个生产、 消防合用 水罐储存 ， 以满足水源地临时检修的装置用水需求。 消防系统设有电机消 防泵与柴油消防泵各一 台， 满 足停电情况下消防用水需求。设有消防稳压泵 以满 足正常情况下稳定消 防水压力需要 ， 设有消防泡沫 系统以扑灭油类火灾 。 1 ． 7 ． 3循环水系统 循环水系统能够满足装置冬季和夏季装置冷却 的需要。该系统设计供水温度 3 2℃， 回水温度 4 0 ℃。4台循环水泵单 台最大供水量 1 4 4 0 m。 ／ h 。回 水管线上设有 一套纤维球过滤 系统， 约 1 8 0 m。 ／ h 的回水经过过滤后再返回凉水池 ， 保证循环水水质 。 运行 过 程 中遇 到 的 问题 及解 决 措施 原 水 水 质 差， 电导率超高 ， 导致循环水系统结垢严重。现 E t 常 运行 中已加大循环水连排量 ， 降低浓缩倍数 ， 并严格 加药管理提高循环水水质。目前正在从水源站增设 原水处理装置以彻底改善原水水质。 1 ． 7 ． 4锅炉房 装置设有三台蒸汽锅炉， 单台生产蒸汽能力 5 5 t ／ h 。每台锅炉设有一套省煤器， 锅炉产生的烟气通 过省煤器对锅炉上水 进行预热 ， 使能量充分 利用。 锅炉单元开产至今运行情况较好 ， 既满足了生产供 热需要 ， 又满足了全厂装置及各房间的采暖水 系统 需要 ， 还满足 了全厂热水系统的需要。 装置除盐水 由两套反渗透装置提供 ， 锅炉补充 水除氧由两台大气式除氧器完成 。除氧水在凝结水 罐中与装置返回的凝结水混合 ， 产生的二次蒸汽 由 蒸汽引射泵引射重新利用 ， 提高蒸汽利用率 。 运行过程中遇到 的问题及解决措施 除盐水装 置设计供水电导率 7 0 0 s ／ c m， 在实际运行 中原水 电导率达到 3 0 0 0 t s ／ c m， 导致产水电导率达不到小 于 2 5 t s ／ c m 的设计要求 ， 锅炉结垢严重。运行中定 期更换反渗透膜元件 ， 确保将除盐水 电导率控制在 1 0 0 t L s ／ c m 以下 ， 以减轻锅炉结垢的危害。 1 ． 7 ． 5空氮站 空氮站设置了四台螺杆式压缩机和四台吸附式 干燥器 ， 每台空气压缩机与吸附式干燥器配套使用。 两列变压吸附制氮装置 1 备 l用。全厂正常生产时 启动三台空气压缩机和一套变压吸附制氮装置 ， 全 厂开、 停产时需要启动四台空气压缩机及两套变压 吸附制氮装置。 空氮站运行平稳 ， 无人值守 ， 仪表风水露点和氮 气纯度达到设计值， 两个仪表风罐仪表风储量均能 满足处理厂停 电后 3 0 rai n的仪表供风量 。 1 ． 7 ． 6污水处理系统 污水处理系统分为生产生活检修污水处理、 锅 炉房循环水废水处理 、 气田水处理三个部分。 锅炉房及回收装置排污水和循环水系统排污水 经反渗透装置处理后， 产水 回用至循环水 系统重新 利用。凝析油稳定装置 的气 田水、 锅炉房 除盐水装 置、 反渗透装置的浓盐水直接排入污水蒸发池晾晒 处理 。检 修污 水 和 生 活 污 水 混 合 ， 经 MB R 反 应 器 处理后有机污染物达到中国 GB 8 9 7 8 1 9 9 6 污水 综合排放标准 中第二类污染物最高允许排放浓度 的一级标准。 2装置性能测试情况 为测试装置实际最大处理能力 ， 2 0 1 1年 4月和 5月分别进行了处理厂单套装置和全装置处理负荷 测 试 。 从测试情况来看 ， 在保证产 品气质量全部合格 的前提下 ， 辅助及公用工程 的所有参数均在设计范 围内， 各主体单套装置最高负荷均达到设计值 ， 全装 置最高负荷可达 1 7 0 0 1 0 m。 ／ d 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4 0 卷增刊 阿姆河第一天然气处理厂投产运行评价 3工厂总体评价 1 处理厂按功能分成生产 区、 辅助生产 区、 厂 前区三个区域 。4列装置分列平行 布局 ， 总图布置 紧凑 ， 装置简洁美观 。 2 处理厂采用集散控制系统 D C S 对全厂生 产装置进行集中控制和管理 ， 仪表先进可靠 ， 可有效 确保工厂安全平稳操作 ， 保证产品质量、 降低能耗 、 减少员工的劳动强度 ， 提高了处理厂经济效益[ 3 3 。 3 装置设置了单独的 D C S系统、 E S D控制系 统、 F＆G火灾报警 系统。重要控制 回路 采用双重 控制 ， 一套用于控制 ， 一套用 于联锁监控 ， 有效 防止 事故 的发生， 确保设备和人身安全 。 4 装置充分考虑了节能问题 ， 脱硫装置贫液 循环泵采用富液水力 回收透平方式 回收富胺液的压 力能； 锅炉单元利用蒸汽喷射器使凝结水罐产生 的 低压蒸汽得到充分利用。 5 处理厂设置了工业电视监控系统和厂区周 界防范系统 ， 对全厂重要生产部位实行 2 4 h全方位 监控 ， 节约了大量人力资源。 6 污水处理装置设置了中水 回用系统 ， 处理 后的合格污水经过消毒杀菌后用于绿化带浇水等， 在土库曼斯坦炎热 的沙漠条件下充分考 虑节约用 水 ， 同时降低了外排废水量。 参 考 文 献 E 1 ] 朱利凯． 天然气处理 与加工 I- M] ． 北京 石油工业 出版社 ， 1 9 9 7 ． 5 ． [ 2 ]赵建彬 ， 艾 国生 ， 陈青海 ， 等．英买力凝 析气 田分子筛脱 水工艺 的优化[ J 3 ．天然气工业 ， 2 0 0 8 ， 2 8 1 0 1 1 3 1 1 5 ． [ 3 3刘翠玲 ， 黄建兵． 集散控 制系统I- M] ． 北京 中国林业 出版社 ； 北 京 大 学 出版 社 ， 2 0 0 6 ． 9 ． 作 者 简 介 王 剑 男， 1 9 7 8 年生， 1 9 9 9年毕业于重庆科技学院石油天 然气 化工工艺专业 ， 目前任 阿姆河 第一天 然气处 理厂生产 副厂长 。 地址 4 0 1 2 2 0 重庆长寿 区净化总厂生产运行科 。 编辑 温冬 云 土库曼斯坦天 然气 抵粤通气点火 2 0 1 1年 l 1月 2 5日 1 6时 3 0分 ， 土库 曼斯 坦 总 统 别 尔德 穆哈 梅 多夫 ， 中共 中央政 治局 委 员 、 广 东省 委书记汪洋， 广 东省代省长朱小丹， 中国石油集团董 事长、 党组书记蒋洁敏 ， 在深圳主会场共同按 下通气 点火触摸球 。来 自土库曼斯坦的天然气穿越 中亚一 西气东输二线 6 8 1 1 k m 管道后 ， 在 中国广州熊熊燃 起 。 别 尔德 穆哈梅 多夫 总统在仪 式上充满深情地 说 ， 中亚一 西二 线 工程 是 土 中两 国联 合 实施 的 当代 最宏伟 的 能 源项 目之 一 。这 条 管道 的 建设 对 中土 两 国经 济发展 、 创 造就 业机 会 和 建 设 公 共 设施 提 供 了 新 的动 力 ， 对造福 两 国人 民和提 高人 民 生 活质 量 具 有现 实意 义 。今 天 ， 土库 曼斯 坦 的 天 然 气 到达 太平 洋岸边， 我真诚地希望它给热情的 中国人 民带来幸 福 。 汪洋在讲话 中向为 中土天然气合作做 出重要贡 献的广大工程建设者表 示崇高敬意。他说 ， 我们今 天 共 同见证 土库 曼斯 坦 天然 气抵 达 广 东这 一激 动人 心 的时刻 。广 东省 将 和 中国石 油一起 认 真 落 实党 中 央国务 院要 求， 加快西二线在广 东建设步伐， 建设做 好 接 收土 库 曼斯坦 天 然 气的 相 关 配 套及 管理 工作 ， 使天然气利用范围扩大到省 内2 1个地级 以上市， 有 效缓 解 能源 需求 带来的压 力 ， 努 力 实现绿 色发展 、 节 能减排 和 保护 生 态环境 的 目标 。 中亚一西二线是 目前世界上 最长的天 然气管 道 ， 由土库 曼斯 坦 阿姆 河气 田及 配套 设施 、 中亚 天然 气管道和西二线三部分组成。中亚天然气管道起 自 土库 曼斯坦格达依姆， 途经乌兹别克斯坦 、 哈萨克斯 坦 ， 在 中国境 内霍 尔果斯与西二线相连 。管道 2 0 0 9 年 1 2月投产以来， 始终保持 着安全平稳运行。截至 目前 ， 已 累计接 输 土库 曼斯坦 天然 气 1 7 5 1 0 。m。 。 管道 建设 和运 行 带动 了沿线各 国的社 会 经济和 相 关产业 的发展 ， 也 疏 通 了广 阔的 下 游 市场 。这 条 能 源新丝路 把 中土 联 系得 更加 紧 密， 成 为 深化 两 国 人 民传 统友谊 新 的桥 梁和纽 带 。 中国石油集团副总经理廖永远主持仪式。土库 曼斯坦多位副总理和政府部 门主要官员， 中国外交 部、 广东省 、 深圳市有关领 导， 中国石油集 团副总经 理汪东进 ， 中国石油股份公 司副总裁黄维和， 以及 中 国石油有关部门和单位 负责人参加 了相关活动。 摘 自中国石 油报 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m