天然气脱水工艺张幻灯片优秀课件

低温分离方法在塔 里木的应用
• 塔中六天然气处理装置：大庆设计院设计，设计 处理天然气86万方/天、凝析油产量为1.8万吨/年， 于2007年4月建成投产。 装置通过经J-T阀节流 降温[加注乙二醇防冻]实现天然气净化。
• 牙哈320万方/日凝析气处理装置：设计处理天然 气320万方/天、凝析油产量为50万吨/年， 2000 年10月31日投产装置通过经J-T阀节流降温[加注 乙二醇防冻]，脱除天然气中的水，并实现轻烃回 收。
1、对于大装置，其设备投 资大，操作费用高； 2、气体压降大； 3、吸附剂使用寿命短，一 般三年需更换，增加成本； 4、耗能高，低处理量时更 明显；
水露点要求低，需要深度脱 水的场合。
投资
最高（配合压缩机使用）
低
高
新技 • 膜法脱水： 术
根据膜对天然气中水汽的优先选择渗透性，当天然气流 经膜表面时，水汽优先透过膜而被脱除掉，从而达到分离 的目的。分离效率受膜材料、气体、组成、压差等因素的 影响，是一种动力学分离过程。与传统的脱水方法相比, 它具有以下几方面的优点:
膨胀制冷
wk.baidu.com
膨胀机制冷
低温分离法
丙烷制冷
热分离机制冷等
• 溶剂吸收法：
利用某些液体物质不与天然气中的水分发 化学反应，只对水有很好的溶解能力且溶水 后蒸气压很低，可再生和循环使用的特点。 将天然气中水汽脱出。这样的物质有甲醇、 甘醇等。由于吸收剂可再生和循环使用，故 脱水成本低，已得到广泛使用。
• 固体吸附法：
• 有的三甘醇脱水装置对再生气采用分离罐 ＋灼烧炉的方法处理。而三甘醇在吸收天 然气中水分的同时，也会吸收硫化氢、二 氧化碳及烃类，在甘醇再生的时候，上述 物质与水蒸气一起从甘醇中析出，组成再 生气。这样不仅会对装置设备产生腐蚀， 而且再生气冷凝液排入就地污水池后, 对 人体和环境都会产生严重的破坏，从而导 致整个装置的尾气排放超标。
利用某些固体物质表面孔隙可以吸附大量 水分子的特点来进行天然气脱水的，脱水后 的天然气含水量可降至1ppm或露点达到100℃。这样的固体有硅胶，活性氧化铝和分 子筛等。
固体吸附剂一般易被水饱和，但也容易再 生。经多次热吹脱附后可多次循环使用。因 此常被用于低含水天然气深度脱水情况下。
方法对比
节流法
燥
塔
塔
分子筛装置
加热器
再 生 气
干气
膜法装置
产品气
原料气
气
液
分
离
器
废气 排污
加
核心
热
单元
器
膜 组 块
膜 组 块
真空泵
水合物抑制剂
防止含有饱和水的天然气 随温度的降低而形成固态 水合物，在天然气预冷前 须注入水合物抑制剂
甲醇、乙二醇
与水蒸气结合形成 低冰点的溶液，降 低天然气的露点
• 该工艺的最大缺点是当原料气中二氧化碳 分压大于0.021MPa时，(湿气)设备需采用 腐蚀控制，或采用抗腐蚀材料。同时，由 于乙二醇粘度较大，特别在有凝析油存在 时，操作温度过低给乙二醇溶液与凝析油 分离带来困难，增加了在凝析油中的溶解 损失和携带损失。
干气至外输首站
闪蒸气回系统
醇烃液三相分离器
低 温 分 离 器
醇烃液/闪蒸气换热器
至乙二醇再生及注醇装置
至轻烃回收装置
干气
闪蒸气
再生气
三甘醇装置
过 湿天然气 滤
器
TEG 吸 收 塔
贫TEG
闪蒸罐
过 滤 器
重沸器
缓冲罐
TEG冷却器
燃料气
湿原料气
入 口 分 离 器
阀
阀
门
门
关
开
冷却器
水 分 离 罐
干
干
燥
形成盐垢，加速设备的腐蚀。
措施：增强天然气进吸收塔之前分 离器的过滤分离效果，对分离除尘 设备及时排污、清洗,及时更换失效 滤芯；甘醇机械过滤器、活性碳过 滤器的压差接近100kPa时立即对滤 芯进行清洗或更换;控制好重沸器的 温度,防止甘醇高温降解损失。
天然气脱水工艺张 幻灯片
水合物
水的困扰
弱酸
局部聚集
堵塞管道、阀门等 腐蚀管道 降低输气量
增加流动压降
• 低温分离法：
借助于天然气和水汽凝结为液体的温度差
异，在一定的压力下降低含水汽的温度，使其
中的水汽与重烃冷凝为液体，再借助于液烃与
水的相对密度差和互不溶解的特点进行重力分
离，使水被脱出。
节流阀制冷
• 低温分离温度是实现干气输送控制的核心 点似的净化指标。对于固定组分的天然气， 在管输过程中的一定压力变化范围内，水 露点将随压力的降低而减小，烃露点将随 压力的降低而升高。因此气田内天然气净 化处理时，低温分离温度的确定受制于外 输管道末段输送压力降低后天然气的温度 和环境温度。
※我国国家标准GB178202－1999中规定，在天然气交接点的压力和温 度条件下,水露点应比最低环境温度低5℃，烃露点应低于最低环境度。
温不足，达不到水露点要求；
2、含酸性组分的天然气在脱水，
缺 3、如果没有足够的压降可以利用 会腐蚀设备、管道，使三甘醇溶
点 ，需要后增压或外供冷源。
液呈酸性，有时需加入缓蚀剂或
中和剂。
应用 天然气压力高，并且有充足的压 场合 力降可以利用。
油气田无自由压降可利用，满足 管输天然气水露点要求的场合。
1、脱水后干气中水含量可 低于1ppm，水露点可低于90℃； 2、对进料气体温度、压力 、流量变化不敏感； 3、操作简单，占地面积小 4、无严重腐蚀和发泡方面 的问题。
三甘醇法
分子筛法
1、装置操作简单，占地面积小； 1、操作温度下溶剂稳定，吸湿性
2、装置投资及运行费用低。
高，露点降高;
2、容易再生成99%（w）以上的浓
优
度；
点
3、蒸气压低，气相携带损失小；
4、装置投资及运行费用低；
5、进出装置的压降小。
1、只适用于高压天然气；
1、存在轻质油时，会有一定程度
2、对于压力不高的天然气节流降 的发泡倾向，有时需加入消泡剂
大天池
• 缓冲罐内换热盘管外表腐蚀严重，局部地方出现较深的腐 蚀坑点，重沸器焰火管外壁也有严重腐蚀。这些都是由于 甘醇中的酸性物质引起的，因此防止酸性物质进入甘醇及 甘醇自身的降解酸化不容忽视。
原因：天然气中携带的盐类 会直接污染甘醇,而且在重沸 器中,当温度升高,盐在甘醇 溶液中的溶解下降。当达到 一定的含量时就会在火管上
①工艺简单,操作容易，占地面积小；
②不需要额外加入溶剂，不需再生，无二次污染;
③可利用天然气本身的压力作为推动力，几乎没有压力损失;
④操作弹性大，可通过调节膜面积和工艺参数来适应处理量
的波动。
低温分离装置
原料气
乙二醇贫液
原料气预冷器 原料气预冷器
乙二醇贫液
J-T
原料气预冷器
阀
原料气预冷器
干气外输