在重慶天然氣凈化總廠,由于原料氣攜帶微小顆粒進(jìn)入溶液系統(tǒng),嚴(yán)重影響了裝置的正常生產(chǎn)。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)側(cè)線試驗(yàn),選擇了過濾精度高的ＰＡＬＬ過濾器過濾分離原料天然氣。從性能測(cè)試和一年多的使用情況看,除在渠縣分廠試驗(yàn)使用效果偏低外,在其它裝置的使用中,過濾0.01μｍ的顆粒有效率達(dá)到98.7%（ｍ）以上,基本上解決了溶液受原料氣夾帶雜質(zhì)而被污染的問題,給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,也減輕了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度。
    關(guān)鍵詞:非計(jì)劃停產(chǎn);過濾器;濾芯側(cè)線試驗(yàn);ＰＡＬＬ過濾器的應(yīng)用;效果
  前言
    在天然氣凈化廠,原料天然氣過濾分離設(shè)備的使用效果,直接影響脫硫效果和溶液再生質(zhì)量。由于凈化廠所屬凈化裝置原有過濾設(shè)備過濾精度低,造成大量硫化鐵粉末等雜質(zhì)隨原料氣夾帶進(jìn)入脫硫溶液系統(tǒng),影響裝置處理量及產(chǎn)品氣凈化度,導(dǎo)致裝置臨時(shí)停產(chǎn)檢修次數(shù)增多。為保證凈化裝置的長周期、安全、平穩(wěn)運(yùn)行,讓天然氣凈化裝置“兩年一修或三年兩修”的檢修目標(biāo)具有可行性,保持脫硫溶液的清潔度,過濾分離器的有效過濾就顯得十分重要。
    1　應(yīng)用前狀況
    1.1　過濾設(shè)備狀況重慶天然氣凈化總廠共有9套天然氣凈化裝置,處理原料天然氣能力為2480×104ｍ3/ｄ,擔(dān)負(fù)著向西南三省一市和“兩湖”地區(qū)工農(nóng)業(yè)供氣的重任。天然氣凈化裝置原有原料氣過濾分離系統(tǒng)由一級(jí)臥式重力分離器和一級(jí)國產(chǎn)仿照ＰＥＣＯ的過濾分離器構(gòu)成。通常重力分離器起粗分離的作用,用于分離原料天然氣液態(tài)烴、游離水滴和100μｍ以上的固體微粒;過濾分離器起細(xì)過濾分離的作用,用于進(jìn)一步分離原料氣中液態(tài)烴、游離水滴和1μｍ以上的固體微塵。但國內(nèi)臥式過濾分離器是20年前從日本引進(jìn)設(shè)備的仿制品,由于國內(nèi)材料和制造的原因,濾芯過濾精度不高、設(shè)備的密封性能也不好,造成只能攔截大于5μｍ以上的固體微塵。
    1.2　氣質(zhì)情況
    近年來,由于氣礦輸送到凈化廠的原料氣改為干氣及干濕氣混合輸送后,對(duì)原料氣輸送管線多次清管,大量的硫化鐵等粉塵雜質(zhì)隨原料氣夾帶進(jìn)入凈化廠,經(jīng)過重力分離和過濾分離,大顆粒雜質(zhì)和游離水被分離,但大量呈細(xì)小顆粒狀、難以聚集的雜質(zhì)穿透過濾器,進(jìn)入脫硫系統(tǒng)使溶液污染變質(zhì),嚴(yán)重影響了溶液的活性,同時(shí)設(shè)備腐蝕狀況加劇。大量雜質(zhì)在溶液流速相對(duì)緩慢的吸收塔塔盤和換熱設(shè)備管束中沉積,造成換熱設(shè)備堵塞,吸收塔攔液發(fā)泡,裝置原料氣有效處理量下降等,甚至產(chǎn)品氣不合格,引起裝置多次臨時(shí)停產(chǎn)檢修,給生產(chǎn)帶來很大的損失。
    1.3　影響情況
    自2000～2004年來,重慶天然氣凈化總廠凈化裝置受原料氣夾帶雜質(zhì),造成溶液被污染攔液、換熱設(shè)備堵塞,難以維持裝置正常生產(chǎn)而引發(fā)的非計(jì)劃停產(chǎn)共計(jì)22次,影響處理能力30428×104ｍ3、涉及處理量30169×104ｍ3,嚴(yán)重影響企業(yè)的正常生產(chǎn),直接影響下游以天然氣為原料的企業(yè)生產(chǎn)和居民生活用氣,給企業(yè)造成負(fù)面的社會(huì)影響。2　過濾方式選擇為了解各種濾芯在裝置實(shí)際工況下的過濾分離　　
    對(duì)現(xiàn)場(chǎng)側(cè)線試驗(yàn)的結(jié)果分析,原有過濾效果差的主要原因是過濾管過濾精度不夠,適應(yīng)不了大處理量工況下過濾大量細(xì)微固體顆粒的需要,同時(shí),原有過濾器中過濾管密封結(jié)構(gòu)不合理也是造成過濾效果差的主要原因之一。因此,更換過濾管,改善過濾管密封結(jié)構(gòu)是提高過濾效果的主要途徑。經(jīng)市場(chǎng)調(diào)研綜合比較和應(yīng)用對(duì)比后,重慶天然氣凈化總廠選用一級(jí)臥式ＰＥＣＯ過濾分離器+一級(jí)ＰＡＬＬ臥式過濾器的原料氣過濾改造方式。首先在渠縣分廠增加兩臺(tái)頗爾過濾器有限公司的過濾器,采用ＭＣＣ1401-Ｅ100濾芯用于原料氣過濾的工業(yè)化試用,后根據(jù)使用效果在重慶天然氣凈化總廠全面推廣。
    3　ＰＡＬＬ過濾器的應(yīng)用
    頗爾過濾器有限公司廠商選擇的ＭＣＣ1401濾芯特別適用于天然氣過濾,保證對(duì)0.3μｍ及以上固體雜質(zhì)的去除效率在99.98%以上,其耐用性、大過濾面積和高容污量已證明在同類過濾器中是zui有效的。
    3.1　ＰＡＬＬ過濾器特點(diǎn)
    ＰＡＬＬ過濾器的結(jié)構(gòu)原理和通用原料氣過濾分離器大致相同,不同之處是采用的材料和密封方式不同,通用原料氣過濾分離器的濾芯與濾芯座密封是面密封,而ＰＡＬＬ過濾器的濾芯與濾芯座是線密封（即“Ｏ”型密封圈密封）,避免了因加工精度效果,在現(xiàn)有一級(jí)重力分離器和一級(jí)仿照ＰＥＣＯ過濾分離器的基礎(chǔ)上,總廠與科研單位在引進(jìn)分廠80×104ｍ3/ｄ原料天然氣過濾裝置上進(jìn)行了側(cè)線試驗(yàn),綜合現(xiàn)有過濾設(shè)備存在的問題考慮,共選擇了五種過濾元件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)側(cè)線試驗(yàn)或安裝不正,導(dǎo)致濾芯短路不能有效過濾。在原料天然氣等高壓氣流過濾中,ＰＡＬＬ過濾器ＭＣＣ1401濾芯具有*的精度,和溶劑、烴類等許多液體都相容,提供經(jīng)濟(jì)可靠的過濾技術(shù),對(duì)氣流中的懸浮固體顆粒及液滴有良好的攔截效果,從而獲得流體。
    3.1.1　持久優(yōu)良的液體質(zhì)量過濾精度:ＭＣＣ1401濾芯采用精度衡量其過濾效率,可保證對(duì)超過精度的顆粒定量去除。由于采用的濾芯纖維直徑很細(xì)、強(qiáng)度高,濾芯過濾介質(zhì)的打褶結(jié)構(gòu)使其在很小的柱狀體積下具有的過濾面積,增加了空隙體積和空隙率。與傳統(tǒng)的聚結(jié)器或其它過濾分離技術(shù)相比,其過濾面積超出10倍以上,容污量更高、持久性更強(qiáng)、使用壽命更長。能夠提供更高的聚結(jié)效率、更大的處理容量及更佳的去污能力。.
    3.1.2　操作的可靠性
    濾芯介質(zhì)是一種樹脂浸泡固結(jié)的醋酸纖維,利用樹脂浸泡技術(shù)鎖定纖維,防止彎曲和移動(dòng),避免由此引起所流動(dòng)通道尺寸改變而使得去除效率降低的問題。纖維中固定過濾孔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)位置固定,使得孔的尺寸在流速改變、壓力波動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)甚至壓降升高時(shí)都不會(huì)變大,濾芯結(jié)構(gòu)也不易損壞。因而濾出的液滴和顆粒不會(huì)卸載或釋放到下游,去除效率保持一致不變。
   3.1.3　經(jīng)濟(jì)有效的過濾系統(tǒng)
   濾殼在選材上充分考慮硫化氫對(duì)設(shè)備的腐蝕,采用天然氣工業(yè)普遍采用的快開盲板結(jié)構(gòu),保證能快捷安全地更換濾芯;ＭＣＣ1401濾芯與濾殼的連接采用內(nèi)“Ｏ”型圈密封方式,每支濾芯都是通過鋼端蓋中的一個(gè)內(nèi)“Ｏ”型圈正向密封在濾殼管板上,可以防止流體溝流,保證對(duì)污染物的去除精度;不需要昂貴的內(nèi)部硬件,快開盲板和單個(gè)內(nèi)“Ｏ”型圈的設(shè)計(jì),可滿足濾芯迅速簡(jiǎn)易的更換要求,降低維修費(fèi)用,使操作維護(hù)時(shí)間縮短,減少了系統(tǒng)停車時(shí)間。原有過濾器和增設(shè)ＰＡＬＬ過濾器的密封方式。
    3.2　ＰＡＬＬ過濾器的試用情況
    由于原料氣夾帶雜質(zhì)嚴(yán)重污染溶液系統(tǒng),僅通過過濾貧富液中的雜質(zhì)不能*解決該問題,造成多次非計(jì)劃停車清洗溶液系統(tǒng),影響凈化裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。為保證裝置長周期正常運(yùn)行,針對(duì)原料氣夾帶雜質(zhì)污染溶液系統(tǒng)等關(guān)鍵具體問題,重慶天然氣凈化總廠決定采用一種切實(shí)可行的過濾分離系統(tǒng)改造方案,重點(diǎn)考慮從原料氣過濾設(shè)備的控制解決問題。在組織相關(guān)人員和企業(yè)院校進(jìn)行仔細(xì)分析,確定固體雜質(zhì)主要為硫化亞鐵顆粒,同時(shí)對(duì)天然氣過濾分離技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研、分析,在現(xiàn)場(chǎng)濾芯側(cè)線試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)濾芯選擇及密封方式作了進(jìn)一步的考證。
    在過濾器經(jīng)科研試驗(yàn)和選型對(duì)比后,中國石油西南油氣田分公司決定在渠縣分廠增加兩臺(tái)頗爾過濾器有限公司的過濾器,采用ＭＣＣ1401-Ｅ100濾芯用于原料氣過濾的工業(yè)化試用。
    2003年10月兩臺(tái)過濾分離器投運(yùn),用于渠縣分廠原料氣過濾分離系統(tǒng),從含硫天然氣中去除固體顆粒物,以保證脫硫塔穩(wěn)定運(yùn)行。過濾器經(jīng)投運(yùn)后測(cè)試,在系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下,效率為92.2%（ｍ）,在系統(tǒng)粉塵含量較高的情況下,其除塵效率達(dá)到98.7%（ｍ）。
    2003年11月13日下午,將Ｂ臺(tái)過濾器切換到Ａ臺(tái)。Ｂ臺(tái)經(jīng)泄壓放空和氮?dú)庵脫Q后,打開排污閥,從過濾器底部排放口排出少量黑水。打開快開盲板,在過濾器下部積累了一些灰黑色的顆粒和粉末;
    抽出部分濾芯檢測(cè),在靠近密封面一端有些黑色的污漬;濾芯幾何尺寸沒有變化,外保護(hù)罩完好,輕輕敲擊濾芯,從過濾管的褶皺纖維中抖出少許黑色粉末。過濾器濾芯回裝并關(guān)閉快開盲板,經(jīng)試壓合格后繼續(xù)使用。
    由于頗爾過濾器有限公司原料氣過濾器在渠縣分廠有良好的應(yīng)用效果,2004年,重慶天然氣凈化總廠陸續(xù)在長壽分廠、引進(jìn)分廠和墊江分廠大修時(shí)投運(yùn)ＰＡＬＬ原料氣過濾器