广安LNG装置冷箱积液处理
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刘盛鹏
收稿日期：2012-09-14；修回日期：2012-10-08
作者简介：刘盛鹏(1984-)，男，四川内江人，2007年毕业于西南石油大学过程装备与控制工程专业，大学学历(工学学士)，现在中国石油西南油气田公司成都天然气化工总厂从事LNG生产技术管理工作。地址：(610213)四川成都华阳正东下街20号。电话：0826-2878626。E-mail:
liushengpeng@petrochina.com.cn.
摘要：通过介绍广安LNG装置(使用博莱克*威奇公司PRICO@混合制冷循环工艺)发生冷箱积液后的处理措施，提出了如何在保持部分生产情况下快速有效地处理冷箱积液并恢复生产的建议。
Treatment of cold-box abnormal liquid-flooding phenomenon in Guang'an LNG plant
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Liu Shengpeng
Chengdu Natural Gas Chemical Works, PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company, Chengdu 610213, Sichuan, China
Abstract: This article introduced treatment of cold-box abnormal liquid-flooding phenomenon once in Guang'an LNG plant(PRICO@ MRC process of BV), put forward a suggestion on how to treat cold box liquid-flooding quickly and efficiently while maintaining some production and rebuild to normal production condition.
1 工艺简介
广安LNG装置是中国石油第一套100×104 m3/d处理量天然气液化装置，采用博莱克*威奇公司PRICO@混合制冷循环工艺[1]。由于该装置原料气组分含有重烃，故在原设计基础上增加了冷箱中部的重烃分离器及开工换热器，便于将天然气中的重烃脱除，避免堵塞冷箱[2](见图 1)。
2 事故现象
2012年7月23日，技术人员在对装置各参数进行巡查中发现，冷箱中点温度低于-70 ℃，打开冷箱梯度页面，发现换热器B芯下部温度十分接近且都在-160 ℃左右，中部温度严重偏低，B芯液相冷剂液柱偏高，JT阀前后温度温差已非常小，装置已经有冷箱积液趋势。
同时LNG产品流量计FIC-31133示值不断下降，且冷箱下部天然气侧差压PDI-31118值不断增加(见图 2)，这时可以确定冷箱天然气侧发生少量堵塞，热源量减少，使冷箱中冷量积聚。操作人员开大产品阀FV-31133，产品流量仍然持续下降；操作人员关小液相冷剂阀FV-31710，配合减小JT阀开度，减少冷箱冷量；但冷箱的堵塞还在加剧，PDI-31118值增长非常快，达到110 kPa左右，产品流量已从正常生产的24 000 kg/h降低到14 000 kg/h。此时，换热器A芯及B芯积液趋势比较明显。
在调配冷量使产品温度略微升高后，PDI-31118值突然下降，天然气侧突然吹通，B芯由于先前调整JT阀及降液相冷剂量的缘故，逐渐恢复温度梯度，但A芯积液严重，失去了生产能力。此时，制冷单元B芯处于生产状态，且液柱高度不断增加，冷箱出口温度不断降低。
3 原因分析
LNG装置在生产过程中，由于原料气组分变化、脱水脱碳效果、重烃分离器温度及液位控制、冷箱底部温度等各类因素影响，冷箱天然气侧可能发生烃类物质或其他杂质(如苯)堵塞的情况，在短时间内，热源量减少，冷量逐渐过剩，如果没能及时发现温度梯度的异常变化，冷箱冷剂侧液体将快速积聚，液柱升高，直到不能参与正常换热，最终发生冷箱积液，换热器失去生产能力[3]。
4 处理措施
(1) 关闭冷箱积液这一芯的液相冷剂手动蝶阀，使液态冷剂不进入已积液的A芯换热器，减小因液态冷剂大量进入压缩机缓冲罐造成的停车风险。
(2) 部分投用开工换热器，在其天然气侧通入少量天然气，并引入过冷的低温液态冷剂作为开工换热器的冷源，这样，不仅能够控制好冷箱内天然气中点的温度，保证重烃的脱除，还能快速有效地消耗掉A芯过冷的液相冷剂，加快恢复生产，减小因天然气中点温度升高导致冷箱重烃加剧堵塞的风险。
(3) 适当关小A芯JT阀，减小A芯制冷效应，逐渐复热A芯各点温度；当A芯JT阀后温度TI-31129A开始上升时，迅速将开工换热器冷剂侧引入B芯冷剂，防止由于开工换热器温度上升引起冷箱中点温度的升高。
(4) 当A芯天然气侧由于温度复热通畅后，冷箱下部差压会立刻恢复正常，这时，重新逐渐打开A芯液相冷剂阀，同时增加液相冷剂总量，使A芯建立一定液位，调整JT阀，待液相冷剂“蒸”出冷箱，A芯建立好温度梯度后，逐渐增加液相冷剂量，调整JT阀并增加产量直到恢复生产。
5 总结及建议
(1) 在处理类似天然气含重烃的MRC工艺装置中，冷箱中部温度的控制十分重要。由于在处理冷箱积液的过程中减少了液相冷剂量，中部温度将上升，可能造成重烃不能完全脱除，加剧冷箱的堵塞。所以，在今后停车或减量操作减少液态冷剂量的情况下，必须根据中部温度投用开工换热器。
(2) 冷箱如果发生积液现象，过低的温度会冻堵天然气侧，在将冷箱进行复热的过程中，可以根据冷箱下部天然气侧差压值的降低来判断天然气侧是否通畅。对于本装置，JT阀后温度复热到-130 ℃左右时，堵塞的天然气侧畅通[4]。
(3) 因混合冷剂在不同温度下粘度差别很大，在两芯冷剂温度不同的情况下，温度高、粘度小的冷剂更易进入开工换热器，所以在复热冷箱积液侧换热芯时，当积液侧换热芯液体快消耗完时，JT阀后温度开始回升，立即打开开工换热器另一芯冷剂的手动阀门，关闭复温这一芯冷剂的手动阀门，使开工换热器天然气保持稳定低温，保证中点温度的稳定。
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顾安忠. 液化天然气技术[M]. 北京: 机械工业出版社, 2003.
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2013, Vol. 42