罗家寨生产作业区天然气脱水装置中三甘醇发泡及消泡对策研究

刘克全

摘要： 川东北作业分公司罗家寨生产作业区开采的天然气为高含硫天然气，气体中携带有水分、凝析油等杂质，在高压或冷却条件下，这些汽相水分凝结为液相水分（气田水）对脱水装置和输气管线造成危害，必须脱除天然气携带的水分。在脱水过程中，气田水、凝析油等杂质随天然气进入脱水装置，造成三甘醇发泡，严重影响了三甘醇的脱水效率和使用寿命。

关键词： 天然气脱水装置;三甘醇发泡;消泡对策研究

【中图分类号】TE644【文献标识码】A【文章编号】1674-3733（2020）15-0237-02

罗家寨生产作业区通过使用孔径更小的富三甘醇过滤滤膜、优化工艺操作等途径对富三甘醇溶液进行再生，使贫三甘醇溶液满足天然气脱水工艺的技术要求。在这种条件下，造成脱水装置运行费用增高。为了有效的解决脱水工艺中三甘醇的发泡问题，有必要对三甘醇发泡因素和消泡剂的消泡性进行研究。

1绪论

1.1研究目的

目前罗家寨生产作业区B集气站有3列天然气脱水装置，满负荷运行时，日处理量900万方左右。针对第2列三甘醇溶液频繁发泡，以及第1列和第3列三甘醇溶液存在不同程度发泡的现象，对1、2、3列三甘醇溶液的发泡问题进行研究，测试三甘醇在不同气田水含量下的发泡趋势，并测定不同浓度的消泡剂对发泡趋势的影响。

1.2国内研究现状[1]

天然气所携带水汽中的无机盐（CaCl2、NaCl等），在天然气吸附脱水时进入三甘醇富液中，三甘醇再生时，无机盐会滞留在三甘醇中，随着三甘醇循环次数的增多，无机盐在三甘醇中的浓度会越来越大，影响三甘醇的吸水性。孟江、李永树、张燕、陈玥利[2]研究发现，在天然气净化工艺中，三甘醇会受到天然气所携带高矿化度地层水的污染，分析了氯化钠、碳酸氢钠、氯化钙以及氯化铁等无机盐对三甘醇富液脱水、发泡、消泡的影响，三种盐存在一个消泡最大时间对应的浓度范围，这个浓度范围氯化钙最小，碳酸氢钠最大。三甘醇富液发泡高度及消泡时间随氯化铁加入浓度的增大而增大，在氯化铁浓度达到0.12%（重量浓度）趋于平缓。

通过本项目研究，可以得到不同气田水含量条件下天然气脱水工艺中三甘醇溶液的发泡情况及不同浓度消泡剂的消泡效果，从而制定出相应的工艺操作措施。

2 样品信息

3实验准备

3.1实验器材：20mL容量瓶3个，100mL容量瓶3个，500mL容量瓶1个，1000mL容量瓶7个，200mL取样瓶1个，500mL取样瓶1个，3000mL取样瓶3个，1mL移液管1根，5mL移液管1根，10mL移液管1根，标准发泡趋势实验装置1套。

3.2取样：取1、2、3列贫三甘醇溶液各3000mL，取气田水500mL，取消泡剂BPR45120 200mL。

4样品制备

4.1用蒸馏水分别配制0.1% 、1%和10%的消泡剂溶液100mL。

4.2用气田水分别将1、2、3列贫三甘醇溶液配制成含水量为5%、10%的三甘醇溶液各1000mL（贫三甘醇本身含水量约为1%）。

4.3用4.1中三种浓度消泡剂溶液，分别将1列贫三甘醇溶液、4.2中1列气田水含量为5%的三甘醇溶液，配制成消泡剂浓度为0ppm、2ppm、5ppm、10ppm、20ppm的溶液各120mL，充分振荡混合均匀。

4.4用4.1中三种浓度消泡剂溶液，将4.2中1列气田水含量为10%的三甘醇溶液，配制成消泡剂浓度为0ppm、2ppm、5ppm、10ppm、20ppm、50 ppm的溶液各120mL，充分振荡混合均匀。

4.5用4.1中三种浓度消泡剂溶液，将2列贫三甘醇溶液、4.2中2列气田水含量为5%的三甘醇溶液、4.2中2列气田水含量为10%的三甘醇溶液，分别配制成消泡剂浓度为0ppm、50ppm、100ppm、200ppm 、300ppm、500ppm的溶液各120mL，充分振荡混合均匀。

4.6用4.1中三种浓度消泡剂溶液，将3列贫三甘醇溶液配制成消泡剂浓度为0ppm、5ppm、10ppm、20ppm 、50ppm、100ppm、200ppm的溶液各120mL，充分振荡混合均匀。

4.7用4.1中三种浓度消泡剂溶液，将4.2中3列气田水含量为5%的三甘醇溶液配制成消泡剂浓度为0ppm、20ppm、50ppm、100ppm 、200ppm的溶液各120mL，充分振荡混合均匀。

4.8用4.1中三种浓度消泡剂溶液，将4.2中3列气田水含量为10%的三甘醇溶液配制成消泡剂浓度为0ppm、20ppm、50ppm、100ppm 、200ppm、400ppm、1000ppm的溶液各120mL，充分振荡混合均匀。

5实验步骤：

5.1用发泡趋势测定装置测定4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8中制备好的三甘醇溶液的泡沫高度和泡沫破裂时间。

5.2记录5.1中所溶液的消泡剂浓度（ppm）、初始高度（mL）、最终高度（mL）、泡沫高度（mL）、消泡时间（秒）。

6实验结果

7结论

从上述实验结果列表中得出以下结论：

7.11列三甘醇發泡趋势最小，3列三甘醇次之，2列三甘醇发泡最严重。

7.2三甘醇的气田水含量对发泡的影响明显：含水量越高发泡越严重，1列、3列的甘醇存在少量气田水挟带的情况，气田水是导致发泡的重要原因。

7.3消泡剂对三甘醇发泡的影响：对于1列三甘醇溶液，其消泡剂的浓度为5ppm就能起到明显的消泡作用;对于2列和3列三甘醇溶液，消泡剂的浓度为100ppm时才能达到最佳消泡效果。

7.4建议提高富三甘醇再生效率，对贫三甘醇溶液的水量进行测试，以便观察再生效果，更加准确地判断三甘醇的发泡情况和消泡剂加注量，使天然气脱水装置正常平衡运行。

参考文献

[1]程列.万州作业区天然气脱水工艺中影响三甘醇寿命因素及对策研究.《重庆科技学院》 2017.

[2]孟江，李永树，张燕，陈玥利.无机盐对三甘醇脱水及发泡性能影响研究.《广东化工》2012.14：22-24.