消泡剂注入装置设计优化的探讨

侯喆

大庆油田采气分公司 大庆 163000

一、消泡剂注入的必要性

天然气净化厂工程脱碳装置采用活化MDEA胺法脱碳工艺，在溶液循环过程中由于固体颗粒、胺降解、操作波动等因素造成MDEA溶液发泡，将导致净化气不合格、装置处理量降低等一系列问题，不仅影响装置正常运行，而且还会造成严重的经济损失。

为解决溶液的发泡问题，在实际生产中需要加入少量的消泡剂来有效控制溶液发泡。当加入消泡剂后，因其较低的表面张力进入液膜，在溶液表面进行铺展，带走邻近表面的一层溶液，使液膜局部变薄，最终导致泡沫破裂，达到消泡的目的。设计在脱碳单元共设置了两个消泡剂注入点，第一点设置在一段贫液泵出口，与贫液一起进入吸收塔；第二点设置在回流液泵出口，与酸气分离器分离出来的水一同增压后返回到再生塔顶部，每次加入量约为0.2L。

二、原设计加注工艺

在泵房内共设2套消泡剂注入装置（图1），每套装置由1台储药罐（V=0.63m3），2台隔膜计量泵（一开一备）组成撬装设备，由计量泵将消泡剂注入固定位置。

图1 消泡剂注入装置流程图

三、存在的问题

原设计中的消泡剂注入装置采用1台直径800mm，高度1500mm，V=0.63m3的储药罐，可以满足MDEA溶液存储及输送药剂功能，但也存在一些问题。

1.实际注入量不容易控制

原设计的消泡剂注入装置可根据储药罐上液位计数值向外输出药剂，但实际生产中，由于加注管线距离长，单向阀不严，可能造成返液现象，因此会造成输出药剂量不准确，影响对装置的操作控制。

2.药剂储罐容积过大

根据净化厂自身的处理量和国内某净化站的调研，实际操作中每次加入的消泡剂量仅为0.2L，一次性加注量少，因此该设计容积过大。如果储药罐内的药剂存储过多，时间久了还容易氧化变质。

四、设计优化思路

针对原设计中消泡剂注入装置加注工艺存在问题，我们对其进行设计优化。

1.优化后的工艺

根据净化厂的实际需求，我们将撬装的消泡剂注入装置优化为阻泡剂添加器，每套装置由1台卧式储罐（直径60mm，长度300mm，V=0.85×10-3m3）及系统管路、管件、阀门、设备支架组成。经调研可知，国内某天然气净化站也从原有的消泡剂注入装置改造为阻泡剂添加器，经过几年的实际应用，效果不错。

其工艺流程如图2所示，当需要添加消泡剂时，人工倒入定量的消泡剂至阻泡剂添加器顶部，经过装置顶部的漏斗，溶液流进罐体。装置的前后管线被连接到一段贫液泵和回流液泵的进口和出口，通过开关前后手阀，利用原有动力(贫液泵和回流液泵)的压差使溶液循环流动进入到塔顶，达到加注消泡剂的目的。

图2 阻泡剂添加器流程图

2.优化前后技术对比分析

（1）优化后，阻泡剂添加器的注入点位置、加入量与原设计一样，满足净化厂需求。

（2）方便加入量控制。当出现MDEA溶液发泡时，每次根据消泡剂需求量可精确一次性加完，不需要过多药剂存储在罐内。

（3）简化工艺流程。取消了原设计中隔膜计量泵、液位计、控制柜及底撬，现在只需要一个卧式储罐及相关阀门、管路、管件既可完成输送功能。

（4）避免药剂浪费。由于净化厂实际生产中每次加入的消泡剂量不多，而且过多的存储，时间久了还会导致氧化变质。因此根据实际需要，减小体积，改进了原设计中储罐偏大的缺点。

（5）优化泵房布局。原储药罐尺寸占地面积大，优化设计后节省了泵房空间。

（6）降低设备投资。2套消泡剂注入装置投资大约54万元，优化后可节约投资大约40万元；计量泵年耗电量3.4×103kWh，优化后可节省这部分运行成本费用。

五、结论及认识

在设计过程中我认识到设计要本着优化工艺流程，便于日常维护、操作的原则，同时辅助装置的规模要与净化厂实际需要相符。只有通过不断优化工艺，改进技术方案，才能实现净化厂安全、平稳、高效地运行。

[1]胡义钰，方晓峰，倪双林，等.湿法磷酸生产中泡沫因素分析及消泡剂的开发现状.云南化工，2011，38（2）.