刘丹

摘 要：我国北方地区油田的转油站、联合站天然气外输管线在冬季经常发生冻堵现象，造成系统压力升高，影响站库的正常运转，增加运行维护费用。本文以某采油厂为例，介绍天然气管道增加甲醇装置解决冻堵问题的原理及设计过程。

关键词：转油站 联合站 天然气 管道 冻堵 甲醇

前言：

某采油厂天然气生产流程如下：

分离缓冲游离水脱除器出气（除油干燥器）→计量→调节→计量→外输

→调节→放空火炬

外输的天然气用于油田加热炉系统、燃气发电机的燃料，分离缓冲游离水脱除器产生的气体仍含有一定量水分，在管道系统形成天然气水化物、造成冻堵，影响上述系统的燃料供应。

一、管道系统形成冻堵原因

某采油厂目前有30座转油站、联合站的天然气外输管线在冬季运行时均不同程度的出现冻堵现象，分析原因主要有以下几方面：

1.1部分转油站、联合站的天然气外输管线、外输油管线均同沟敷设，但经过长年运行后，后期外输油管道在更新时局部区域未与天然气管道同沟敷设，天然气管道周围没有热场，冬季外输时易造成管线冻堵。

1.2 部分转油站、联合站未安装天然气除油器，未充分进行油气分离的天然气中携带原油、水等液体较多，长期运行后在管道路由低洼处大量聚集，造成过流面积减小，冬季极易发生冻堵现象。

1.3 天然气外输管道经过长时间运行，管道在发生腐蚀穿孔时抢修较为紧急，部分管道泄漏点采取木楔补漏方式进行维修，造成该管线无法通球作业，长久运行后管道内部积液过多，冬季生产时冻堵情况时有发生，影响生产运行。

二、解决管道冻堵问题的思路

针对某厂天然气管道现状，若对现有天然气管道进行更新或新建天然气除油器等方式解决管道内部因积液冻堵问题，一次性投资较高，因此本次考虑采取对天然气管道注入防冻剂的方法，常见的防冻剂有乙二醇和甲醇。醇类治理天然气管线的原理为：

醇类挥发的气体和水蒸气可以形成溶液，水蒸气变成凝析水，使天然气露点降低;并且，醇类水溶液的冰点比水的冰点低很多，可吸收气体中的水蒸气，降低形成天然气水化物的临界点。其中，乙二醇的防冻性低于甲醇，且其价格是甲醇的4倍，因此，某厂选择将甲醇作为分解天然气水化物的反应剂，用来分解天然气水化物或预防天然气水化物的形成。

三、注甲醇工藝设计

新建加药装置及甲醇储罐，新建甲醇加药管线，连接至站内天然气外输管道上的带压开孔处，电气、土建等专业配套建设。

3.1 甲醇用量计算

按照注入甲醇后，天然气管道内形成的甲醇水溶液冰点不高于-30℃计算甲醇用量。用插值法求得体积分数为33%的甲醇水溶液能达到此要求。按天然气含水量10g/m3，计算每10000m3天然气，甲醇用量为49.3L。

3.2 设备的选择计算

通过开发部门预测，未来10年内30座转油站、联合站天然气产量在4150m3/d--48500m3/d间，结合表3.1计算可得出甲醇用量，从而计算出甲醇泵及甲醇罐的选型参数。根据计算结果，甲醇量需求大于5L/h的有2座转油站，其余均小于5L/h，故甲醇泵排量按照10L/h、5L/h两种型号进行选择，同时每站配套加药管线30m。其中醇泵的选择应考虑以下问题：

1）流量是选泵的重要性能数据之一，它直接关系到整个装置的生产能力和运输能力。如工艺设计中能算出正常、最小和最大流量，选择泵时，以最大流量为依据，兼顾正常流量;在没有最大流量时，通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量。

2）装置系统所需泵的扬程是选泵的又一重要性能数据，一般要用放大5%―10%余量后的扬程来选型。

3）液体性质。包括液体介质名称、物理性质、化学性质和其它性质。物理性质有温度、密度、粘度、介质中固体颗粒直径和气体的含量等，这涉及到系统的扬程，有效汽蚀余量计算和合适泵的类型。化学性质主要是指液体介质的化学腐蚀性和毒性是选用泵材料和选用那一种轴封型式的重要依据。

设备选型表如下：

3.3 注甲醇管道的选择

在注入反应剂甲醇时，由于在低压管道内的压力小于3KPa，中压管道内的压力一般在0.3MPa左右，所以需要使用醇泵连接橡胶软管将反应剂注入管道。

3.4 注意事项

醇类对仪表有一定的影响，醇类积累过多，会在计量仪表的膜处形成黑色的微粒，影响计量。所以始端在注入反应剂后，应在末端排放清空，以防止醇类的微粒和水分子等进入仪表。

四、结论

本工程实施后，可以解决冬季天然气外输管线冻堵问题，延长管线的使用寿命，保障转油站、联合站燃料的稳定供应，同时能够消除天然气系统的安全隐患，保证油田生产的安全运行。

参考文献

[1] 胡文成. 语言科学研究中的伦理因素――以美国的IRB制度为例[J]. 甘肃科技 ，2008，24（5）