浅谈小型LNG处理装置冷箱冻堵原因及解决方法VIP专享VIP免费

浅谈小型LNG处理装置冷箱冻堵原因及解决方法作者：林燕翟素燕来源：《石油研究》2019年第01期摘要：冷箱冻堵是小型LNG处理装置在生产运行中较为常见的故障，根据冻堵位置可分为原料气侧冻堵和冷剂侧冻堵，根据冻堵介质又可分为冰堵、碳堵、烃堵、油堵。本文对小型LNG处理装置冷箱冻堵的类型和表现形式加以总结说明，并根据冻堵类型给出原因分析及处理方法。关键词：LNG；冷箱；冻堵；处理方法1概述习总书记指出：“发展清洁能源，是改善能源结构、保障能源安全、推进生态文明建设的重要任务。”随着我国对清洁能源需求量的不断增大，在油气田开发历史中不受关注的边远零散小井的利用逐渐受到重视。对于零散小井资源利用的最佳方案就是小型LNG处理装置就地液化回收［1］，这种回收方案有着投资少、装置灵活、可重复利用等诸多优点，所以被广泛采用。冷箱是小型LNG处理装置的核心设备之一，而冷箱冻堵则是生产运行过程中常发生的故障，一旦发生冻堵，装置就会减产、停产，而且严重威胁装置安全。2冻堵的类型及表现形式2.1冷箱原料气侧冻堵2.1.1冷箱原料气侧冰堵冷箱冰堵的原因是原料气中存在游离态水。游离态水一般是因原料气进入冷箱前干燥不彻底而存留下来，并且原料气中分子态水在一定的温度和压力条件下会析出，成为游离态。游离态水可以与天然气中的某些低分子量的烃类或非烃类气体分子结合形成气体水合物，从而减小管路的流通截面积、增加管路压降，严重时堵塞管道，生产被迫中断。当冷箱原料气侧冰堵发生时，主要表现形式为：干燥气露点不合格，高温位压差突然变大，纯气流量变小，液化量变小等。2.1.2冷箱原料气侧烃堵冷箱烃堵的原因是原料气中含有C5+重烃。重烃类物质随着液化温度的不断降低，首先以液态的形式析出，冷箱流道中介质流速变慢，温度继续降低，重烃类物质会结晶成固态晶体，彻底堵塞冷箱流道，生产中断。当冷箱原料气侧烃堵发生时，主要表现形式为：脱重烃罐液位增加，高温位流程段压差变大，冷剂的制冷温度和产品LNG的冷端温差变大，产品段LNG流量减少。2.1.3冷箱原料气侧碳堵冷箱碳堵的原因是原料气中含有二氧化碳气体。二氧化碳在低温下会与液态水形成固态的二氧化碳水合物，同时纯净的二氧化碳随着液化温度的降低，也会形成固态的干冰，堵塞冷箱流道，生产中断。LNG液化工厂对原料气中CO2在的含量一般控制在50ppm,小型撬装液化装置可以放宽到lOOppm。当冷箱原料气侧碳堵发时，主要表现形式为：原料气二氧化碳检测含量超标，中温位流程段压差变大，纯气流量减少，液化量减少。2.2冷箱冷剂侧冻堵2.2.1冷箱冷剂侧冰堵冷箱冷剂侧冰堵的原因是冷剂中含有水。冷剂中含水的情况较少发生，一般因为购买了不合格的冷剂，导致冷剂中水含量超标造成的，也有冷剂循环管道部分连接处在停机零压状态下渗入水的情况。如果冷剂中含水，在冷剂循环管道中就会形成冰挂壁，减小流道截面积，甚至堵塞冷剂流道。当冷箱冷剂侧碳堵发时，主要表现形式为：中温冷剂分离罐与节流阀前压差增大，高温位反流冷剂压差增大，冷剂循环量减少，冷剂分离罐液位升高。2.2.2冷箱冷剂侧油堵冷箱冷剂侧油堵的原因是冷剂中含有大量的润滑油。冷箱冷剂油堵一般发生在螺杆式压缩机冷剂压缩系统，在该系统中，压缩时压缩气体与润滑油一同进入油气分离器，在经过2-3次油气分离后，绝大部分润滑油与压缩气体分离开来，润滑油回至压缩机组，压缩气体进入冷箱。但是油气分离器温度过低，内部结构损坏等原因会导致大量的润滑油随压缩气体进入冷箱，随着液化温度的降低，润滑油逐渐粘稠，导致冷剂侧流通不畅，甚至完全堵塞冷剂流道。当冷箱冷剂侧碳堵发时，主要表现形式为：预冷段温度升高至-10°C以上，预冷段压差增大，冷剂侧中温位温度升高，预冷冷剂分离罐液位升高。3冻堵原因分析及处理方法3.1冷箱原料气侧冰堵3.1.1原因分析天然气会与其中所带的液体或水形成固体化合物，脱水能保证天然气在深冷的条件下装置能正常运行。常见的脱水的方法有冷却法、化学反应法、溶剂吸收法、固体吸附法、膜分离法等［2］。小型LNG处理装置一般采用干燥系统（分子筛吸附脱水）对原料天然气进行脱水，可使得天然气的水...