21、天然气脱水工艺(29张幻灯片)解析

• 尽可能保持干燥塔操作压力平稳，避免大幅度波动；在进 行切换时，压降不可过急，以免床层气速过高引起床层移 动和摩擦，甚至被气流夹带出干燥塔进入下游系统。
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迪 那 筹 备 组
• 提高再生温度可提高再生后分子筛的吸附容量， 但再生温度过高会缩短分子筛的使用寿命。有国 外的资料显示，当再生温度高于260℃,分子筛填 料易形成COS，影响脱水效果，增加运行成本。
迪 那 筹 备 组
• 固体吸附法： 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。
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迪 那 筹
方法对比 备 组
三甘醇法 1、操作温度下溶剂稳定，吸湿性 高，露点降高; 2、容易再生成99%（w）以上的浓 度； 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、存在轻质油时，会有一定程度 的发泡倾向，有时需加入消泡剂 2、含酸性组分的天然气在脱水， 会腐蚀设备、管道，使三甘醇溶 液呈酸性，有时需加入缓蚀剂或 中和剂。 分子筛法 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。 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；
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迪 那 筹 备 组
节流法 1、装置操作简单，占地面积小； 2、装置投资及运行费用低。 优 点
缺 点
1、只适用于高压天然气； 2、对于压力不高的天然气节流降 温不足，达不到水露点要求； 3、如果没有足够的压降可以利用 ，需要后增压或外供冷源。
应用 场合 投资
天然气压力高，并且有充足的压 力降可以利用。
最高（配合压缩机使用）
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迪 那 筹 备 组
• 分子筛对天然气中的重组分及有机物的吸附能力 较强，这些杂质会吸附在分子筛表面，通过对分 子筛加热和再生的反复操作，发生结焦现象。
解决措施：在上游系统的 操作过程中，尽可能将重 烃分离出来；或在分子筛 的上层填加活性氧化铝
否则会导致分子筛 粉化，即降低了其 脱水能力
至轻烃回收装置
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迪 干气 那 筹 备 组 闪蒸气 再生气
三甘醇装置
TEG 吸 收 塔 闪蒸罐 重沸器
过 滤 器
湿天然气
过 滤 器
缓冲罐
TEG冷却器 贫TEG 燃料气
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迪 那 筹 备 组
冷却器
水 分 离 罐
湿原料气
入 口 分 离 器
干 燥 塔
干 燥 塔
分子筛装置
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迪 那 筹 备 组
迪那作业区培训课件
天然气脱水工艺
迪那作业区孙瀚
二00八年六月
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迪 那 筹 备 组
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迪 那 筹 备 组
水合物 水的困扰
堵塞管道、阀门等
腐蚀管道 降低输气量
弱
酸
局部聚集
增加流动压降
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迪 那 筹 备 组
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。
低
水露点要求低，需要深度脱 水的场合。
高
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迪 那 筹 备 组
• 膜法脱水： 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: 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。
大天池
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迪 那 筹 备 组
• 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。
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。
加热器
阀 门 关 阀 门 开
再 生 气 干气
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膜法装置
产品气
加 热 器 原料气 气 液 分 离 器 膜 组 块
核心 单元 膜 组 块
废气 排污
真空泵
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迪 那 筹 备 组
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迪 那 筹 备 组
水合物抑制剂
甲醇、乙二醇
防止含有饱和水的天然气
与水蒸气结合形成 低冰点的溶液，降
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
低天然气的露点
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迪 那 筹 备 组
• 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。
新技 术
中国石油塔里木油田公司
迪 那 筹 备 组
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迪 那 筹 备 组
低温分离装置
干气外输
干气至外输首站
闪蒸气回系统 原料气
乙二醇贫液
原料气预冷器 原料气预冷器
醇烃液三相分离器 低 温 分 离 器 至乙二醇再生及注醇装置
醇烃液/闪蒸气换热器
乙二醇贫液
原料气预冷器 原料气预冷器
J-T 阀
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迪 那 筹 备 组
• 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。
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原因：这些沉积物主要 是变质甘醇、未被过滤 掉的杂质。
措施：在重沸器、缓冲 罐底部开口并加一阀门, 可以在生产过程中对沉 积物进行取样分析,以便 采取相应的应对措施,
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源自文库迪 那 筹 备 组
天然气的携带损失
甘醇发泡
甘醇损失
盐污染及高温降解
甘醇的氧化分解
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迪 那 筹 备 组
• 在高酸性气田中，元素硫容易在再生气冷凝器管 线和分离器排污管线处产生元素硫沉积，需要采 取在冷凝器进口管线和分离器排污管线处设置溶 硫剂，以解决硫堵塞问题。
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迪
那 吸附法脱水在塔里 筹 备 组
木的应用
• 轮南90万方气举装置：采用分子筛脱水 （三塔操作），水露点-50℃，用于提供气 举采油的气举气。 • 塔中120万方天然气处理装置：采用分子 筛脱水（四塔操作），水露点-40℃，用于 轻烃回收。 • 英买700万方凝析气处理装置：采用分子 筛脱水，水露点-40℃，用于液化气生产。
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迪 那 筹 备 组
• 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。
• 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。
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迪 那 筹 备 组
• 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。
• 降低甘醇损失的措施：
①选择合适的操作参数：各种操作参数中，温度的影响最大。
重沸器、精馏柱
②改善分离效果，勤排污。 ③保持甘醇溶液的清洁
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迪 那 吸收法脱水法在塔 筹 备 组
木的应用
• 克拉第二处理厂：设计处理能力2000万方/天， 采用99.7%（wt）三甘醇（TEG）作脱水剂，脱 除湿原料气中的绝大部分饱和水，经TEG吸收塔 脱水后的干天然气作为商品气外输。吸水后的 TEG采用常压火管加热再生法再生，贫液经换热、 加压后返回TEG吸收塔循环使用。设4套TEG脱 水装置，单套装置的处理量为500万方/天。 • 轮南400万吨原油稳定装置：设计液化气脱水采 Cacl2水溶液。
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 形成盐垢，加速设备的腐蚀。
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• 在重沸器、缓冲罐的底部有厚厚的一层呈黑色的粘稠的沉 淀物，像黑色的淤泥，有铁腐蚀产物、有焦质碳黑,还能 闻到降解甘醇的特征气味的芳香味。在生产过程中,它不 但难以清出，而且会对新添加的甘醇产生污染。
※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。
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迪 那 低温分离方法在塔 筹 备 组
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。
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• 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 膨胀制冷 低温分离法 丙烷制冷 膨胀机制冷 热分离机制冷等