油气集输课程设计——甲醇(乙二醇)注入量的计算

重庆科技学院

课程设计报告

院（系）:_石油与天然气工程学院专业班级:07油气储运二班学生姓名: xxxx 学号: 200744xxxxx 设计地点（单位）：人文社科大楼G304_______ __ 设计题目:__ 广安2#低温集气站的设计工艺

——甲醇（乙二醇）注入量的计算

完成日期： 2010 年 7 月 1 日

指导教师评语: _______________________________________ ___________________________________________________________________

成绩（五级记分制）:______ __________

指导教师（签字）:________ ________

摘要

天然气中往往含有饱和水，天然气中一旦形成水合物极易在阀门、分离器入口、管线弯头及三通等处形成堵塞，严重时影响天然气的收集和输送，为了满足天然气气质指标和深冷分离过程的需要，必须将天然气中的水分脱除到一定程度。天然气生产过程中，通常采用节流阀或膨胀机来降低天然气的压力而导致天然气的温度下降，因此可能会导致水合物的形成。如果有水合物形成，在天然气集输系统中可采用加热、脱水或注入抑制剂的方法来防止水合物的生成。为此，在注入抑制剂设计中首先要确定天然气的含水量。天然气的含水量取决于天然气的温度，压力和组成等条件。根据第一次节流阀节流得到温度和压力，根据图（预测形成水合物的温度---压力曲线）可以得到此温度下是否能形成水合物，若能形成需掺入抑制剂防止水合物形成。

关键字：温度压力水合物抑制剂

1 绪 论

为了防止生成天然气水合物，一般有四种途径：向气流中加入抑制剂；提高天然气的流动温度；降低压力至给定温度下水合物的生成压力以下；脱除天然气中的水分。其中最积极的方法是保持管线和设备不含液态水，而最常用的办法是向气流中加入各种抑制剂。抑制剂法分别为热力学抑制剂法和动力学抑制剂法。

我们这次所用的是热力学抑制剂法，常见的抑制剂有醇类（如乙二醇和甲醇）和电解质。像天然气中加入抑制剂后，可改变水溶液或水合物相的化学位，从而使水合物的形成条件移向较低的温度或较高的压力范围。目前，在天然气工业中多用甲醇和乙二醇作为抑制剂。

甲醇可用于任何操作温度。由于甲醇能较多地降低水合物形成温度，其沸点低，蒸汽压高，水溶液凝固点低，黏度小，通常用于制冷过程或气候寒冷的场所。一般情况下喷注的甲醇蒸发到气相中的部分不再回收，液相甲醇溶液经蒸馏后可循环使用，但是否循环使用需要根据处理气量等具体情况经技术经济分析后定。在许多情况下，回收液相甲醇是不经济的，但若液相甲醇溶液不回收，废液的处理将是个难题，需采用回注或焚烧等措施。为降低甲醇的液相损失，应尽量减少带入系统的游离水量。

乙二醇无毒，较甲醇沸点高，蒸发损失小，一般可回收重复使用，适用于处理气量较大的井站和输送管线。乙二醇溶液黏度较大，在有凝析油存在时，若温度过低，会造成分离困难，溶解和夹带损失增大，其溶解损失一般为0.12~0.723m L 凝析油。当操作温度低于-10℃时，不提倡使用乙二醇。

广安2#低温集气站的工艺设计

——甲醇（乙二醇）注入量的计算 1.1、气体组成（%）：C 1—82.3 C 2—2.2 C 3—2.0 C 4—1.8 C 5—1.5 C 6—0.9 H 2S —7.1 CO 2—2.2 由此得出：平均相对分子质量M=20.855

相对密度 s=72.0966

.28855

.20=≈0.7

1024.0855.20071

.0080.34071.0080.342=⨯=⨯=

M y S H 0464.0855.20022

.0010.44022.0010.442=⨯=⨯=

M y CO 1.2、流程图：

1.3、

第一次节流温度，压力 第二次节流温度，压力 进站压力17MPa 11MPa 15℃ 6MPa -15℃ 进站压力12MPa

8MPa 17℃

6MPa -2℃

图3—1—1 1.3.1.富液中最低抑制剂浓度：002100)()(⨯∆+∆=

M

t K M

t C

21t t t -=∆

注入抑制剂

t ∆-----水合物生成温度降，℃;

M------抑制剂的相对分子质量；

K-------抑制剂常数，甲醇取1297，乙二醇取2220；

1t ------未加抑制剂时，天然气在最高压力下形成水合物的温度，℃；

2t -------加入抑制剂不会形成水合物的最低温度，℃。

1.3.2酸性天然气饱和含水量：)(983.02222CO CO S H S H c c W y W y W y W ++= W ------酸性天然气饱和含水量，3m mg ；

、，CO S H y y 2-------气体中H 2S 、CO 2的摩尔含量；

c y ----- 气体中除H 2S 、CO 2以外的其他组分的摩尔含量； c W -----非酸性天然气饱和含水量，3

m mg ； S H W 2------ H 2S 气体含水量，由图3—1—3查得；

2CO W ------- CO 2气体含水量，由图3—1—4查得。

1.3.3计算抑制剂的用量：

α⨯⨯+-⨯-=-322

12

2110)(C C C C W W q

q ------抑制剂最小单位耗量，3m g ；

1W ------抑制剂入口处气相含水量，3m g ； 2W -------抑制剂出口处气相含水量，3m g 1C --------抑制剂贫液浓度（质量分数）

，%； α-------系数（对甘醇类抑制剂可取0，对于甲醇根据压力和温度函数得）。

2 甲醇（乙二醇）抑制剂的注入量计算

2.1进口压力为：17MPa 的天然气第一次节流后的压力温度分别为：11MPa 和15℃，第二次节流后的压力温度为：6MPa -15℃ 。

根据图（预测形成水合物的温度---压力曲线）3—1—1可查得在此条件下的形成水合物的临界温度为：19.6℃。由于环境温度在临界温度以下，则需要注入抑制剂进行水合物防止。本次气体为酸性天然气。

2.1.1 甲醇注入量的计算：

由图查出1t =19.6℃ ，则：t ∆=19.6℃－（-15℃）=34.6℃ M(甲醇)=32.04 那么