天然气三甘醇脱水装置操作与维护手册

天然气三甘醇脱水装置操作及维护手册

目录

一、概述

二、装置工艺技术规格及技术参数

三、工艺流程

四、工艺设备

五、自控仪表设备

六、装置开车及运行

七、常见故障分析及排除

八、附录

一、概述

在地下的地层温度和压力下，天然气内含有饱和水汽。由于水汽的存在，天然气管输过程中往往会造成管道积液，降低输气能力及降低热值，加速天然气中H2S和CO2对钢材的腐蚀。即使在天然气的温度高于水的冰点时，水也可能和气态烃形成烃类的固态水化物，引起管道阀门堵塞，严重影响平稳供气。

因此从地下储气库出来的天然气在管输前必须脱除其中的水份。天然气中的饱和含水量取决于天然气的温度，压力和气体组成等条件，天然气中的含水量可用每一立方米天然气中所含水份的克数来表示，也可用一定压力下该含水量成为饱和含水量时天然气的温度来表示，该温度称为一定压力该天然气的水露点温度。表1-1给出了不同压力下天然气中含水量与天然气水露点的关系：

表1—1不同压力下天然气含水量与水露点的关系

天然气脱水的方法有很多种，压缩冷却是常用的降低气体中水含

量的方法。有些井场，可利用天然气的压能获取低温以达到所要求的水露点及烃露点。气田集输与净化厂使用的天然气脱水方法主要是三甘醇溶剂吸收法。这是天然气工业中应用最广泛的脱水方法。

三甘醇的物理性质表1—2

三甘醇凝固点低热稳定性好，易于再生，蒸汽压低，携带损失小，吸水性强。

沸点高，常温下基本不挥发，毒性很轻微，使用时不会引起呼吸中毒，与皮肤接触也不会引起伤害。

纯净的三甘醇溶液本身对碳钢基本不腐蚀，发泡和乳化倾向相对较小。

三甘醇脱水是一个物理过程，利用三甘醇的亲水性，在吸收塔中天然气与三甘醇充分接触，天然气中水份被三甘醇吸收，降低了天然气中含水量。吸收了水份的三甘醇（富甘醇）进入再生系统加热再生除去吸收的水份成为贫甘醇而循环使用。

二、装置工艺技术及参数（单套）

2．1、装置天然气最大处理量

150×104m3/d；

2．2、装置最小处理量

50×104m3/d；

2．3、吸收塔天然气入口压力

6.3Mpa~8.8Mpa

2．4、吸收塔天然气入口温度

16℃∽48℃

2．5、天然气组份（mol%）

注：天然气中含饱满和水和甲醇（操作条件下）

2．6、脱水装置满足的工况点：

2．7、高压天然气处理设备的设计压力为10Mpa

三、工艺流程

从气井采出的天然气经过滤分离器分离掉其中微米级，亚微米级的液滴后，以小于10Mpa的压力进入脱水装置三甘醇吸收塔。3．1、净化部分

呈饱和状态的湿天然气由吸收塔下部进入吸收塔的气液分离腔，分离掉因过滤分离器处于事故状态时可能被带入吸收塔的游离液体。

经过吸收塔升气管进入吸收段。在吸收段自下而上在8层泡罩盘上与从塔顶部进入的贫三甘醇充分接触，传质交换进行脱水。脱除掉水份的天然气经塔顶捕雾丝网除去大于5μm的甘醇液滴后出塔。

出塔后经过套管式换热器，与进塔前热贫甘醇换热，以降低进塔三甘醇的温度。换热后，天然气经过阀2、阀102、阀3进入外输管道。阀1为旁通阀在维修阀102时使用。其中阀102为基地式气动薄膜调节阀，因此调节控制吸收塔的运行压力为一设定值。阀68、79为净化气检测取样阀。

3．2、三甘醇循环再生部分

吸收了天然气中水份的富三甘醇从吸收塔流出经阀5、阀6（阀7）Y型过滤器滤3（滤4）进入KIMRAY泵-1（泵-2）；

富三甘醇从泵1（泵2）低压出口出泵后，经阀8（阀9）进入富液精馏柱（三甘醇再生塔）柱顶回流冷却盘管。与重沸器内产生的热蒸汽换热，提供柱顶回流冷量后被加入至约50℃左右，出盘管进入三甘醇闪蒸罐。阀10为柱顶回流冷却盘管的旁通阀。调节阀10可调节柱顶回流比。

富甘醇在闪蒸罐内由于升温和降压的作用（蒸闪罐压力控制在0.4Mpa~0.6Mpa）溶解在三甘醇内的烃类气体及其它气体被闪蒸出来，同时作为KIMRAY泵动力气的天然气也从三甘醇中分离出来，这部分气体作为重沸器燃烧器的燃料气。

阀蒸罐设有三甘醇液位控制器LIC—102，通过液位控制液位阀（阀109）控制阀蒸罐液位恒定在一定位置。

阀13为液位控制阀旁通阀供控制阀维修时使用。

阀31、阀84、阀85为闪蒸罐，油阀。在吸收塔内压力较高，由于冬季塔外壁的冷却作用，对于重烃含量较高的天然气会有烃液析出，烃液与三甘醇经KIMRAY泵进入闪蒸罐后，会在闪蒸罐内液体上表面飘浮一层凝析油，此时可能闪蒸罐内液位临时提高，并经阀31除三甘醇表面的浮油。阀84、阀85为蓖油时检查油是否蓖尽，防止三甘醇跑失时使用，富三甘醇出闪蒸罐后经阀11、阀109、阀12（阀13为旁通阀）阀14进入滤布过滤器，过滤掉液体中的大于5μ

m的固体杂质，经阀15出滤布过滤器，阀16为滤布过滤器旁通阀。

经阀17进入活性炭过滤器，通过活性炭进一步吸附掉溶解于三甘醇中的烃类物质及三甘醇的降解物质。经阀18出活性炭过滤器。阀19为活性炭过滤器旁通阀。

进板式贫富液换热器，与三甘醇重沸器下部换热缓冲罐出来的高温贫三甘醇换热，升温至100℃左右经阀20进入重沸器换热缓冲罐内之换热盘管，与缓冲罐内贫甘醇换热升温至120℃∽130℃出盘管进入富液精馏柱。

在精馏柱下部三甘醇重沸器内，三甘醇被加热至198℃，并经过精馏柱的分馏作用，三甘醇中的水份分离出来从精馏柱顶部排出。浓度约为99%的贫甘醇由重沸釜内贫液汽提柱溢流至下部，三甘醇换热缓冲罐。在贫液汽提柱中通过干气的汽提作用，进入换热缓冲罐的贫甘醇浓度达到99.5∽99.8%。

在换热缓冲罐中，温度约198℃的贫甘醇与缓冲罐换热盘管内的富甘醇换热，并由于缓冲罐外壁的散热，温降至150℃∽130℃出缓冲罐。

经阀21进板式贫富液换热器与富甘醇换热。温降至60℃左右，出换热器，经阀23（阀22）过滤器滤5（滤6）进KIMRY泵1（泵2）。贫三甘醇由KIMRY泵泵至塔压出泵经阀25（阀24）止回阀。阀29、阀27进入吸收塔外部套管式气液换热器套管管层。与出塔气体换热冷却后由套管上部进入吸收塔顶部，KIMRY泵出口三甘醇有一支路经阀26至富液精馏柱，此流程为装置投产时将三甘醇由缓冲罐打入