CN108794302A - 一种含盐乙二醇富液的脱盐再生工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种含盐乙二醇富液的脱盐再生工艺。包括：三相分离器、原料泵、换热器、第一离子交换树脂床、第二离子交换树脂床、再生塔、闪蒸分离器、冷凝器、乙二醇贫液缓冲罐、乙二醇贫液泵、循环泵、加热器、离心机、盐收集罐、离子交换树脂再生液储罐、离子交换树脂再生液提升泵。本发明采用离子交换和负压闪蒸技术对含盐乙二醇富液进行除盐作业，具有脱盐效率高、成本低，操作简单等特点，有效解决了含盐乙二醇富液再生过程中的结垢与腐蚀问题。
Description
技术领域
本发明公开一种含盐乙二醇富液的脱盐再生工艺技术，主要用于天然气的开发过程中。
背景技术
天然气开发过程中，由于地层产水，在一定温度和压力下，天然气与液态水极易形成水合物，减小井口装置和管道流通面积，降低输送效率，甚至造成井筒、管线、设备堵塞等严重后果，因此水合物抑制剂常常被用于天然气田开发过程中。乙二醇作为一种水合物抑制剂，具有挥发性低、易于与吸收水分离的特点，在众多水合物抑制剂中被广泛使用。为降低成本，需将管道回流的乙二醇溶液再生后循环利用。
回流的乙二醇富液由于吸收了部分采出液，除含有一定量的凝析油和溶解气外，还含有一定量的无机盐，主要为高溶解度的一价盐NaCl、KCl等，低溶解度的二价盐(也称难溶性盐)MgCl2、CaCl2、BaCl2等。常规乙二醇再生系统仅对乙二醇富液进行了脱溶解气和脱水作业，并未考虑除盐作业，这些残留在乙二醇贫液中的溶解盐极易导致设备结垢及腐蚀，为正常生产埋下隐患。
将离子交换树脂引入乙二醇再生工艺，在脱除难溶性二价盐时表现出极大的优越性：具有绿色环保、脱盐效率高、树脂再生简单、成本低、系统能耗低等特点。
发明内容
为了解决常规乙二醇再生系统存在的缺陷，本发明公开了一种含盐乙二醇富液的脱盐再生工艺，主要原理为采用离子交换和负压闪蒸技术对乙二醇富液进行除盐作业。
一种含盐乙二醇富液的脱盐再生工艺，包括：三相分离器、原料泵、换热器、第一离子交换树脂床、第二离子交换树脂床、再生塔、闪蒸分离器、冷凝器、乙二醇贫液缓冲罐、乙二醇贫液泵、循环泵、加热器、离心机、盐收集罐、离子交换树脂再生液储罐、离子交换树脂再生液提升泵；
三相分离器设有进料口、出料口、出油口、气相出口，乙二醇富液管线与三相分离器的进料口相连接；
换热器设有冷流体进口、冷流体出口、热流体进口、热流体出口，其冷流体进口与三相分离器的出料口相连接；
第一离子交换树脂床设有进料口、出料口、再生液进口、再生液出口，其进料口通过设有阀门的管线与换热器的冷流体出口相连接；第二离子交换树脂床设有进料口、出料口、再生液进口、再生液出口，其进料口通过设有阀门的管线与换热器的冷流体出口相连接；
再生塔设有进料口、出料口、气相出口，其进料口分别通过设有阀门的管线与第一离子交换树脂床的出料口、第二离子交换树脂床的出料口相连接；其气相出口与换热器的热流体进口相连接；
闪蒸分离器设有进料口、出料口、气相出口、回流进料口、循环进料口，回流进料口在垂直高度上略低于进料口，循环进料口在垂直高度上略低于回流进料口；其进料口与再生塔的出料口相连接；其气相出口与乙二醇贫液缓冲罐的进料口相连接；其出料口与循环泵的进口相连接；
循环泵的出口分流为两条管路：一路通过设有阀门的管线与加热器的进料口相连接，加热器的出料口与闪蒸分离器的循环进料口相连接；另一路通过设有阀门的管线与离心机的进料口相连接，离心机的液相出口与闪蒸分离器的回流进料口相连接，离心机的固相出口通过设有阀门的管线与盐收集罐的进口相连接；
离子交换树脂再生液储罐的出口与离子交换树脂再生液提升泵的进口相连接；离子交换树脂再生液提升泵的出口分流为两条管路：一路通过设有阀门的管线与第一离子交换树脂床的再生液进口相连接，另一路通过设有阀门的管线与第二离子交换树脂床的再生液进口相连接。
优选地，换热器的冷流体进口与三相分离器的出料口之间的管线上还设有原料泵。
优选地，闪蒸分离器的气相出口与乙二醇贫液缓冲罐的进料口之间的管线上还设有冷凝器，乙二醇贫液缓冲罐的出料口还设有乙二醇贫液泵。
优选地，第一离子交换树脂床的再生液出口还连接设有阀门的排出管线，第二离子交换树脂床的再生液出口还连接设有阀门的排出管线。
优选地，第一离子交换树脂床、第二离子交换树脂床所填充的离子交换树脂为：对二价盐具有吸附交换性的Na+型离子交换树脂。
优选地，所述的离子交换树脂再生液为浓度6％～12％的NaCl溶液。
本发明还提供了该含盐乙二醇富液的脱盐再生工艺的作业步骤：
1)含盐乙二醇富液首先进入三相分离器进行预处理，脱除所含的凝析油及溶解气,经过预处理的乙二醇富液，通过原料泵进入换热器升温至离子交换床的作业温度；
2)升温后的乙二醇富液通过设有阀门的管线进入第一离子交换树脂床，脱除难溶性的二价盐；
3)已脱除二价盐的乙二醇富液通过设有阀门的管线进入再生塔，蒸发出的水蒸汽通过再生塔的气相出口通向换热器的热流体进口，经过再生塔再生后的乙二醇贫液进入闪蒸分离器；
4)乙二醇贫液在闪蒸分离器中，经过蒸发结晶生成含有一价盐晶体颗粒的乙二醇悬浮液，含盐乙二醇悬浮液通过闪蒸分离器底部的出料口进入循环泵，循环泵出口的含盐乙二醇悬浮液分流为两路：一路含盐乙二醇悬浮液进入离心机离心分离，离心后的盐饼通过设有阀门的管线进入盐收集罐，离心后的乙二醇贫液通过闪蒸分离器的回流进料口回流至闪蒸分离器；另一路含盐乙二醇悬浮液经过加热器加热后，通过闪蒸分离器的循环进料口回流至闪蒸分离器循环闪蒸；蒸发出的乙二醇蒸汽通过闪蒸分离器的气相出口经冷凝器冷凝后进入乙二醇贫液缓冲罐；
5)当第一离子交换树脂床达到饱和时，关闭第一离子交换树脂床，打开第二离子交换树脂床，将换热器升温后的乙二醇富液引入第二离子交换树脂床脱除难溶性的二价盐，继续进行步骤3)～4)的除盐作业；同时，启动离子交换树脂再生液提升泵，将离子交换树脂再生液通过设有阀门的管线逆流经过第一离子交换树脂床对树脂进行解吸再生，再生后的液体通过设有阀门的管线进入再生液处理系统；
6)当第二离子交换树脂床达到饱和时，关闭第二离子交换树脂床，重复步骤2)的除盐作业；
7)循环重复步骤5)和6)，实现生产的连续性。
附图说明
图1展示了含盐乙二醇富液的脱盐再生工艺装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1对本发明作进一步说明，以使本领域的作业人员可以更好地运用此发明技术，但所举实例不作为本发明的限定。
如图1所示的含盐乙二醇富液的脱盐再生工艺，主要包括：三相分离器S-1、原料泵P-1、换热器E-1、第一离子交换树脂床B-1、第二离子交换树脂床B-2、再生塔D-1、闪蒸分离器F-1、冷凝器E-3、乙二醇贫液缓冲罐T-1、乙二醇贫液泵P-3、循环泵P-2、加热器E-2、离心机T-2、盐收集罐T-3、离子交换树脂再生液储罐T-4、离子交换树脂再生液提升泵P-4、阀门V-1～V-11；
三相分离器S-1设有进料口、出料口、出油口、气相出口，乙二醇富液管线与三相分离器S-1的进料口相连接；
换热器E-1设有冷流体进口、冷流体出口、热流体进口、热流体出口，其冷流体进口与三相分离器S-1的出料口相连接；
第一离子交换树脂床B-1设有进料口、出料口、再生液进口、再生液出口，其进料口通过设有阀门V-1的管线与换热器E-1的冷流体出口相连接；第二离子交换树脂床B-2设有进料口、出料口、再生液进口、再生液出口，其进料口通过设有阀门V-3的管线与换热器E-1的冷流体出口相连接；
再生塔D-1设有进料口、出料口、气相出口，其进料口分别通过设有阀门V-2和V-4的管线与第一离子交换树脂床B-1的出料口、第二离子交换树脂床B-2的出料口相连接；其气相出口与换热器E-1的热流体进口相连接；
闪蒸分离器F-1设有进料口、出料口、气相出口、回流进料口、循环进料口，回流进料口在垂直高度上略低于进料口，循环进料口在垂直高度上略低于回流进料口；其进料口与再生塔D-1的出料口相连接；其气相出口与乙二醇贫液缓冲罐T-1的进料口相连接；其出料口与循环泵P-2的进口相连接；
循环泵P-2的出口分流为两条管路：一路通过设有阀门V-6的管线与加热器E-2的进料口相连接，加热器E-2的出料口与闪蒸分离器F-1的循环进料口相连接；另一路通过设有阀门V-5的管线与离心机T-2的进料口相连接，离心机T-2的液相出口与闪蒸分离器F-1的回流进料口相连接，离心机T-2的固相出口通过设有阀门V-7的管线与盐收集罐T-3的进口相连接；
离子交换树脂再生液储罐T-4的出口与离子交换树脂再生液提升泵P-4的进口相连接；离子交换树脂再生液提升泵P-4的出口分流为两条管路：一路通过设有阀门V-8的管线与第一离子交换树脂床B-1的再生液进口相连接，另一路通过设有阀门V-10的管线与第二离子交换树脂床B-2的再生液进口相连接。
换热器E-1的冷流体进口与三相分离器S-1的出料口之间的管线上还设有原料泵P-1。
闪蒸分离器F-1的气相出口与乙二醇贫液缓冲罐T-1的进料口之间的管线上还设有冷凝器E-3，乙二醇贫液缓冲罐T-1的出料口还设有乙二醇贫液泵P-3。
第一离子交换树脂床B-1的再生液出口还连接设有阀门V-9的排出管线，第二离子交换树脂床B-2的再生液出口还连接设有阀门V-11的排出管线。
第一离子交换树脂床B-1、第二离子交换树脂床B-2所填充的离子交换树脂为：对二价盐具有吸附交换性的Na+型离子交换树脂。
所述的离子交换树脂再生液为浓度6％～12％的NaCl溶液。
结合图1所示，本发明所述的含盐乙二醇富液的脱盐再生工艺，作业步骤如下：
1)含盐乙二醇富液首先进入三相分离器S-1进行预处理，脱除所含的凝析油及溶解气；经过经三相分离器S-1预处理的乙二醇富液，通过原料泵P-1进入换热器E-1升温至离子交换床的作业温度；
2)升温后的乙二醇富液通过设有阀门V-1的管线进入第一离子交换树脂床B-1，通过离子交换树脂上携带的Na+与乙二醇富液中的二价阳离子Mg2+、Ca2+、Ba2+等进行离子交换，Mg2+、Ca2+、Ba2+等二价阳离子被吸附，Na+被留在溶液中；
3)已脱除二价盐的乙二醇富液通过设有阀门V-2的管线进入再生塔D-1，蒸发出的水蒸汽通过再生塔D-1的气相出口通向换热器E-1的热流体进口，对含盐乙二醇富液进行加热；经过再生塔D-1再生后的乙二醇贫液进入闪蒸分离器F-1；
4)乙二醇贫液在闪蒸分离器F-1中，经过蒸发结晶生成含有一价盐晶体颗粒的乙二醇悬浮液，含盐乙二醇悬浮液通过闪蒸分离器F-1底部的出料口进入循环泵P-2，循环泵P-2出口的含盐乙二醇悬浮液分流为两路：一路含盐乙二醇悬浮液通过设有阀门V-5的管线进入离心机T-2离心分离，离心后的盐饼通过设有阀门V-7的管线进入盐收集罐T-3，离心后的乙二醇贫液通过闪蒸分离器F-1的回流进料口回流至闪蒸分离器F-1；另一路含盐乙二醇悬浮液通过设有阀门V-6的管线进入加热器E-2加热后，通过闪蒸分离器F-1的循环进料口回流至闪蒸分离器F-1循环闪蒸；闪蒸分离器F-1蒸发出的乙二醇蒸汽通过闪蒸分离器F-1的气相出口经冷凝器E-3冷凝后进入乙二醇贫液缓冲罐T-1缓冲，经乙二醇贫液缓冲罐T-1稳定后的乙二醇贫液可通过乙二醇贫液泵P-3输送至储罐储存；
5)当第一离子交换树脂床B-1达到饱和时，打开阀门V-3、V-4，关闭阀门V-1、V-2，将换热器E-1升温后的乙二醇富液引入第二离子交换树脂床B-2除难溶性的二价盐，继续进行步骤3)～4)的除盐作业；同时，打开阀门V-8、V-9，关闭阀门V-10、V-11，启动离子交换树脂再生液提升泵P-4，将离子交换树脂再生液通过设有阀门V-8的管线逆流经过第一离子交换树脂床B-1对树脂进行解吸再生，再生后的液体通过设有阀门V-9的管线进入再生液处理系统；至此一个完整的除盐、再生过程完成；
6)当第二离子交换树脂床B-2达到饱和时，关闭第二离子交换树脂床B-2，重复步骤2)的除盐作业；
7)循环重复步骤5)和6)，保持第一离子交换树脂床B-1、第二离子交换树脂床B-2中的任何一组处于除盐状态时，另一组处于再生状态，实现生产的连续性。
本发明的保护范围不限于此，本技术领域的技术人员在本发明基础上所做的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (7)
1.一种含盐乙二醇富液的脱盐再生工艺，其特征在于，包括：三相分离器、原料泵、换热器、第一离子交换树脂床、第二离子交换树脂床、再生塔、闪蒸分离器、冷凝器、乙二醇贫液缓冲罐、乙二醇贫液泵、循环泵、加热器、离心机、盐收集罐、离子交换树脂再生液储罐、离子交换树脂再生液提升泵；
三相分离器设有进料口、出料口、出油口、气相出口，乙二醇富液管线与三相分离器的进料口相连接；
换热器设有冷流体进口、冷流体出口、热流体进口、热流体出口，其冷流体进口与三相分离器的出料口相连接；
第一离子交换树脂床设有进料口、出料口、再生液进口、再生液出口，其进料口通过设有阀门的管线与换热器的冷流体出口相连接；第二离子交换树脂床设有进料口、出料口、再生液进口、再生液出口，其进料口通过设有阀门的管线与换热器的冷流体出口相连接；
再生塔设有进料口、出料口、气相出口，其进料口分别通过设有阀门的管线与第一离子交换树脂床的出料口、第二离子交换树脂床的出料口相连接；其气相出口与换热器的热流体进口相连接；
闪蒸分离器设有进料口、出料口、气相出口、回流进料口、循环进料口，回流进料口在垂直高度上略低于进料口，循环进料口在垂直高度上略低于回流进料口；其进料口与再生塔的出料口相连接；其气相出口与乙二醇贫液缓冲罐的进料口相连接；其出料口与循环泵的进口相连接；
循环泵的出口分流为两条管路：一路通过设有阀门的管线与加热器的进料口相连接，加热器的出料口与闪蒸分离器的循环进料口相连接；另一路通过设有阀门的管线与离心机的进料口相连接，离心机的液相出口与闪蒸分离器的回流进料口相连接，离心机的固相出口通过设有阀门的管线与盐收集罐的进口相连接；
离子交换树脂再生液储罐的出口与离子交换树脂再生液提升泵的进口相连接；离子交换树脂再生液提升泵的出口分流为两条管路：一路通过设有阀门的管线与第一离子交换树脂床的再生液进口相连接，另一路通过设有阀门的管线与第二离子交换树脂床的再生液进口相连接。
2.根据权利要求1所述的含盐乙二醇富液的脱盐再生工艺，其特征在于：换热器的冷流体进口与三相分离器的出料口之间的管线上还设有原料泵。
3.根据权利要求1所述的含盐乙二醇富液的脱盐再生工艺，其特征在于：闪蒸分离器的气相出口与乙二醇贫液缓冲罐的进料口之间的管线上还设有冷凝器，乙二醇贫液缓冲罐的出料口还设有乙二醇贫液泵。
4.根据权利要求1所述的含盐乙二醇富液的脱盐再生工艺，其特征在于：第一离子交换树脂床的再生液出口还连接设有阀门的排出管线，第二离子交换树脂床的再生液出口还连接设有阀门的排出管线。
5.根据权利要求1所述的含盐乙二醇富液的脱盐再生工艺，其特征在于：第一离子交换树脂床、第二离子交换树脂床所填充的离子交换树脂为：对二价盐具有吸附交换性的Na+型离子交换树脂。
6.根据权利要求1所述的含盐乙二醇富液的脱盐再生工艺，其特征在于：所述的离子交换树脂再生液为浓度6％～12％的NaCl溶液。
7.根据权利要求1～6所述的含盐乙二醇富液的脱盐再生工艺，其特征在于：其作业步骤如下：
1)含盐乙二醇富液首先进入三相分离器进行预处理，脱除所含的凝析油及溶解气,经过预处理的乙二醇富液，通过原料泵进入换热器升温至离子交换床的作业温度；
2)升温后的乙二醇富液通过设有阀门的管线进入第一离子交换树脂床，脱除难溶性的二价盐；
3)已脱除二价盐的乙二醇富液通过设有阀门的管线进入再生塔，蒸发出的水蒸汽通过再生塔的气相出口通向换热器的热流体进口，经过再生塔再生后的乙二醇贫液进入闪蒸分离器；
4)乙二醇贫液在闪蒸分离器中，经过蒸发结晶生成含有一价盐晶体颗粒的乙二醇悬浮液，含盐乙二醇悬浮液通过闪蒸分离器底部的出料口进入循环泵，循环泵出口的含盐乙二醇悬浮液分流为两路：一路含盐乙二醇悬浮液进入离心机离心分离，离心后的盐饼通过设有阀门的管线进入盐收集罐，离心后的乙二醇贫液通过闪蒸分离器的回流进料口回流至闪蒸分离器；另一路含盐乙二醇悬浮液经过加热器加热后，通过闪蒸分离器的循环进料口回流至闪蒸分离器循环闪蒸；蒸发出的乙二醇蒸汽通过闪蒸分离器的气相出口经冷凝器冷凝后进入乙二醇贫液缓冲罐；
5)当第一离子交换树脂床达到饱和时，关闭第一离子交换树脂床，打开第二离子交换树脂床，将换热器升温后的乙二醇富液引入第二离子交换树脂床脱除难溶性的二价盐，继续进行步骤3)～4)的除盐作业；同时，启动离子交换树脂再生液提升泵，将离子交换树脂再生液通过设有阀门的管线逆流经过第一离子交换树脂床对树脂进行解吸再生，再生后的液体通过设有阀门的管线进入再生液处理系统；
6)当第二离子交换树脂床达到饱和时，关闭第二离子交换树脂床，重复步骤2)的除盐作业；
7)循环重复步骤5)和6)，实现生产的连续性。
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