Joint Industry Project for Improved MEG Regeneration Systems

En av de største utfordringene for flerfase gassrørledninger er risikoen for dannelse av gasshydrater, som kan plugge rørledningen og dermed stoppe gassproduksjonen. Hydratdannelse elimineres ved å injisere Mono Ethylene Glycol (MEG) i rørledningen. På grunn av de store volumene MEG som kreves og miljøbegrensningene må glykolen regenereres. Dette gjøres ved å konsentrere rik MEG (rik på vann) tilbake til lean MEG (lite vann) som er egnet for re-injeksjon. Oppløste salter og andre urenheter kan også fjernes fra MEG?en i en Avsalter ved å felle ut saltene som kommer med formasjonsvannet. Faststoffene som dannes blir deretter separert ved anvendelse av egnet separasjonsteknologi. NOV initierte og var ansvarlig for å drive et Joint Industry Project (JIP) sammen med fire olje- og gass operatører for å adressere noen av de viktigste tekniske utfordringene de fleste operatører står overfor når de driver en MEG-regenereringsenhet (MRU). JIPen hadde som mål å forbedre dagens MRU?er ved å teste og kvalifisere løsninger for tre tekniske utfordringer: 1) Fjerning av organiske syrer Akkumulering av organiske syrer i Avsalteren er en stor utfordring for mange operatører. Fjerning av organiske syrer fra Avsalter-væsken vil både redusere MEG-tap og redusere antall driftsstopp for å dumpe innholdet i avsalteren. 2) Separasjon av Kondensat Separasjon av kondensat fra MEG er mer utfordrende sammenlignet med separasjon fra vann. Bedre forståelse av mekanismene er nødvendig for bedre valg av separasjonsteknologier og for dimensjonering av separatorer for å redusere mengde kondensat i MEG til MRU'en. 3) Kvikksølv (Hg) fjerning Teknologier for fjerning av kvikksølv fra MEG var ikke tilgjengelig i markedet. Fokuset var på å identifisere og teste mulige teknologier til dette formålet. En kort oppsummering av resultatene fra prosjektet er gitt nedenfor: 1. Fjerning av organiske syrer JIP?en har kvalifisert en teknologi basert på surgjøring av MEG fra Avsalteren etterfulgt av destillasjon. Surgjøringen omdanner karboksylsalter til organiske syrer, og disse kan deretter kokes av. Konseptet har blitt demonstrert eksperimentelt på pilotskala, og konseptet regnes som klart for utprøving i felt. - Pilotforsøk viser at både eddiksyre og maursyre (de to mest vanlige syrene i felt) kan fjernes. - Bruk av data fra laboratorieforsøk og anvendelse av VLE-data har gjort at prosessparametere i simuleringsverktøy har blitt justert for å bedre forutsi effektiviteten av prosessen. - Lite variasjon i forventede strømningsrater muliggjør moduldesign med standard størrelser på det meste av utstyr, bortsett fra en viss grad av tilpasning på varmeveksler og på dosering av HCl. - Konseptet passer for både nye og gamle felt. - Utilities er kjøling og oppvarming ved enten et varmemedium eller elektrisitet, samt HCl. 2. Separasjon av Kondensat Småskalaforsøk viste at MEG reduserte separasjon av kondensat og dette ble verre med økende MEG-konsentrasjon. Salter forbedret separasjonen og dette ble bedre med økende saltinnhold. Høy temperatur ga en betydelig forbedring og separasjonen ble som forventet bedre ved lavere skjær og høyere oppholdstid. Storskalaforsøk med bruk tradisjonell separator, in-line koaleser og hydrosyklon, bekreftet den positive effekten av salter. In-line koaleser ga bare marginale forbedringer i separasjonsytelsen og dette var mest tydelig i separasjonstester uten salt. Hydrosyklon viste seg å være mest effektiv ved 2-3vol% kondensat. Imidlertid var separasjonen dårlig ved ~ 2500ppmv, selv ved 70 ° C. En platepakke installert i separatoren ga ingen forbedring i ytelsen sammenlignet med tester uten platepakken. En metode for screening av separasjonsytelse på laboratorieskala har blitt utviklet i løpet av dette arbeidet, inkludert egnede analyseprosedyrer. Dette kan i fremtidig arbeid benyttes for å undersøke effekten av feltspesifikke væsker eller kjemikalier på en effektiv måte. 3. Kvikksølv (Hg) Fjerning JIP'en har kvalifisert to forskjellige teknologier for fjerning av kvikksølv fra MEG-fasen: (1) Adsorpsjon og (2) Utfelling. Effekten av begge teknologiene har blitt demonstrert eksperimentelt. Den adsorpsjonsbaserte teknologien som ble testet ble funnet å være egnet for behandling av vandige strømmer, siden den fjerner både elementær- og ionisk kvikksølv. Teknologien er effektiv over et større temperaturområde og komposisjon og kan integreres oppstrøms eller nedstrøms MEG-regenereringsenheten. Det er en moden teknologi som er kommersielt tilgjengelig og dette arbeidet bekreftet at teknologien fungerer i MEG-systemer. Forsøk med utfellingsbasert teknologi viste at kun ionisk kvikksølv ble fjernet i en tilfredsstillende grad. Teknologien kan enkelt integreres, men kan kun brukes oppstrøms MEG-regenereringsenheten og kan kreve ytterligere fjerning av elementært kvikksølv dersom dette er tilstede i MEG'en.

Outcomes from the project are: - Organic Acid Removal Distillation concept developed for removing organic acids from the MEG system and has been demonstrated through pilot tests. Thermodynamic data has been acquired to tune process design tools. Technology is ready for large scale deployment or field trials. - Hydrocarbon Separation Reduced knowledge gaps for MEG impact on the separation performance of the gravity separator and hydrocyclone. Theoretical models for prediction of hydrocarbon separation can be developed. Lab scale results match with the large-scale loop trials; making the bench scale apparatus and method developed a useful tool for testing. - Mercury Removal Mercury Adsorption and Precipitation-based technology has been qualified. The efficacy of technologies demonstrated experimentally. Adsorption technology removes both elemental and ionic mercury. Precipitation technology only removes ionic mercury to a satisfactory extent for a variety of conditions.