天然气的采气安全要点分析

作者:崔玉生 来源:长城钻探苏里格气田项目部 点击:  评论: 更新日期:2016年10月06日

摘 要:天然气作为重要的低碳能源资源,在现在以及未来的能源开采中,对于天然气开采和利用仍然是重中之重。本文围绕天然气及甲醇安全性,生产工艺安全性,生产过程安全性三个方面展开讨论,对天然气的采气安全要点进行了总结及分析。
关键词:天然气 安全 火灾
1 天然气采气概述
天然气采气厂集气站作为气田集中输入的最基本场所,主要工作是收集从气田中采集出来的油气混合物,在做过简单的处理后输入到用户使用处或者进行储存。现有的采气厂集气站内主要运用以下设备对油气混合物进行处理:脱水耗(器)、油气分离器、天然气加热炉、储油罐等等。
2 生产工艺介绍
集气站采用天然气加热、节流、分分离、脱水、计量的流程对采集回来的天然气进行处理。采用高压集气、多井加热、天然气发电等工艺。通过SCADA系统收集数据,并利用一点多址的方式将数据传播到气田调度中心,最终达到集中式管理的目的。从井口采集的高压天然气经采气管道输送到集气站内,通过多井式加热炉加热已达到提高节流前天然气温度的目的,这样可以避免节流之后天然气温度过低,而引起的水化物堵塞。天然气经过加热后通过针型阀进行节流,使压力降到规定的标准值,此时再经过总阀门的合理分配之后,输送到生产分离器或计量分离器,分离高压天然气中所含有的多种杂质,最后使用脱水撬将三甘醇与天然气接触,利用三甘醇的亲水性将去除天然气上的水分,最后生产出能够供用户使用的天然气。
3 采气安全中涉及的要点分析
3.1天然气及甲醇安全性
天然气中主要构成部分为低分子甲烷的气体混合物,除此之外,还含有大量的硫化氢。未经处理的天然气在自然状态下呈无色无臭的气态,并具有易燃的化学特性,并被国家安全部门归位甲类火宅危险性物质。下面就对天然气中几种重要主要成分的安全特性进行分析。
3.1.1 甲烷
甲烷是天然气中最重要的构成部分物质,在常温下呈气态,比空气要轻,且具有易燃易爆的特性,被归类于甲类火宅危险性物质,在与空气进行混合之后会产生具有爆炸危险性的混合物,在接触热源或明火时有可能会发生爆炸,甲烷燃烧后会产生氮化碳和二氧化碳。
3.1.2 硫化氢
硫化氢也是天然气的重要组成部分,它在自然状态下是无色的,有臭鸡蛋味,同时也具有易燃易爆的特性,和甲烷同样属于甲类火宅危险性物质。在与空气相混合后能产生爆炸性混合物,在接触热源或明火时会发生爆炸,将其燃烧所产生的物质为氧化硫。除此之外,硫化氢还属于剧毒类物质,它然后会生成二氧化硫,硫化氢和二氧化硫均具有毒性,不仅会导致钢材等物质的腐蚀,更严重时会危害人体健康。
3.1.3 甲醇
甲醇也被国家相关部门归纳为甲类危险性有毒物质。在与空气进行混合之后会产生具有爆炸危险性的混合物,在接触热源或明火时有可能会发生爆炸。与甲烷和硫化氢不同的是,它的密度要比空气更大,因此在较低处能扩散到非常远的距离,且再次遇明火后会发生回燃现象。
3.2生产设备的安全性
在相关部门颁布的《石油化工企业实际防火规范》中对石油化工中设计的工艺设备进行了火灾危险性分类,其中集气站中的所有生产设备均为甲类火宅危险性工艺设备,这些设备的使用不当均可能会造成火灾事故的发生。
3.2.1 脱水撬
天然气生产设备中的脱水撬不是单一的设备,而是由多种设备组合而成的。其中所包含的装置有吸收塔、闪蒸罐、燃料分配罐等,他们的压力也均保持在0.3~6.6MPa之间,被归类为承压设备。其中,闪蒸罐和重沸器的温度较其他设备更高。重沸器的使用原理也是利用天然气进行加热,因此也容易造成爆炸。吸收塔作为集气站中最后一道工序的设备,具有防雷防电的安全特质。整个系统的压力均由脱水撬的尾部进行控制,被脱水撬监控着。
3.2.2 污水罐
污水罐通常设置在地底下,在污水管中存在少量的残留天然气、硫化氢、机油等一些混合物,由于这些物质均是易引起火灾或者具有毒性的危险物质,从污水罐的通气口处会产生一些烃类与硫化氢的混合物质。在排污车对污水罐中的污水进行装运时,污水罐周围烃类与硫化氢的混合气体的浓度相比之下更为大。因此针对这安全要点,最重要的是防止大量硫化氢与烃类混合气体在污水罐周围长期聚集,这种聚集很可能会造成急性中毒的危害。
3.2.3 燃气发电机
天然气与电力系统的结合,增加了燃气发电机的危险性,严重时可引起火灾事故。加上燃气发电机通常设置于封闭的空间内,没有良好的通风装置,天然气一旦发生泄漏事故,将引起巨大的安全事故。因此,在燃气发电机发生电力事故时,应采用通风换气、电瓶接线等方式来降低事故所带来的危害。
3.3生产过程的安全性
对油气进行集中输是在不同的环境中进行作业的。它具备以下几个特点:油田多、输送线长、输送线广。除此之外,还具有易燃易爆、工艺繁琐、压力容器较多、生产间隔时间短、火灾发生概率大等生产特性。在生产过程中,任何一个工序出现问题或者失误,都会引起严重的火灾事故,严重时还会引起人员伤亡,天然气的化学特性是无色无味的,当它泄露在空气中时不易被发现,因此引起火灾的可能性较大。由于天然气是易燃物质,若在常温中于高温明火接触,极易产生烧烧现象并发生爆炸,同时释放出大量的热量。再者,由于天然气的密度比空气要小,一旦发生泄漏,它能在空气中广泛地发散,这样容易引起大范围的火灾事故。最后,在天然气的的集中生产过程中,需要通过加热炉和重沸器等设备进行生产加工,这些设备都属于明火装置,这就进一步增加了生产过程中发生火灾的可能性。
4 结语
在天然气的采集过程中,涉及了天然气甲醇安全性、生产工艺安全性、生产过程安全性等多种安全要素。采集工作者应加强在天然气集中生产过程中的安全预防措施,避免在生产过程中由于气体泄漏,设备故障等事故而引起的火灾和爆炸事件。任何一个工作环节的操作失误都可能导致危险的发生,本文通过对天然气采气过程中可能涉及到的安全要素进行分析,对采气工作人员的日常工作敲下了深刻的警钟。
参考文献:
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[2]陈武,邓川南.油气田开发单井经济产能界限模型研究[J].钻采工艺,2007(4)
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