天然气脱水工艺

只有荒凉的沙漠没有荒凉的人生天然气脱水工艺只有荒凉的沙漠没有荒凉的人生1、为什么要脱水？2、乙二醇脱水的基本原理是什么？3、塔中I号带为什么采用乙二醇，而不采用甲醇？4、塔中I号带采用丙烷制冷脱水，为什么不采用节流制冷或三甘醇脱水？5、乙二醇脱水装置操作中，采取哪些措施可以保持溶液清洁？6、乙二醇的凝固点为-12.6℃，为什么低温分离器处温度达-22℃却没有凝固？7、乙二醇有哪些消耗，如何克服？8、为什么要对乙二醇进行再生？思考题只有荒凉的沙漠没有荒凉的人生天然气工艺简介脱水的原因脱水的方法脱水工艺介绍低温脱水工艺注意事项乙二醇再生天然气水合物及其防治天然气净化厂构成净化厂的构成主要由主体工艺装置、辅助工艺装置和公用工程三部分组成。工厂平面布置图和各部分的具体组成和功能介绍如下：天然气净化厂生产工艺总流程图过滤分离装置脱硫装置脱水装置硫磺回收装置焚烧炉烟囱原料气产品气固体硫磺硫磺成型装置只有荒凉的沙漠没有荒凉的人生只有荒凉的沙漠没有荒凉的人生净化厂的主体工艺单元主要由脱硫单元、脱水单元、硫磺回收单元及尾气处理单元等构成。(1)脱硫单元天然气脱硫目的是脱除H2S和部分CO2和有机硫。这是天然气净化工艺的核心部分，其脱硫方法类别特别多，但主导工艺是醇胺法。1、主体工艺装置与天然气脱硫相比，脱水方法的类别要简单得多。脱水目的是为了防止天然气在输送、加工处理过程中有水冷凝出来进而带来腐蚀问题，同时也可防止水合物、冰生成堵塞管线和设备。(2)脱水单元天然气净化领域内硫磺回收通常系指克劳斯工艺。通过该工艺，可以把天然气中脱除下来的酸气通过克劳斯反应，使H2S转化为元素硫，从而充分回收利用了宝贵的硫资源，同时也达到了保护环境的目的。(3)硫磺回收单元部分硫磺回收装置排出的尾气有时可能含高达百分之几的含硫物，直接外排导致环境污染，因此必须建设尾气处理装置，把尾气中硫化物吸收掉，达到环境排放标准。(4)尾气处理单元辅助工艺装置是为了保证净化厂正常运行、检修、事故处理而设置的一些附属设施，通常包括硫磺成型单元、火炬及放空单元等。2、辅助工艺装置来自硫磺回收装置的液硫进入液硫中间罐，用液硫泵抽出，送至硫磺成型设备，经冷却、固化生产出合乎要求的固体硫磺产品。(1)硫磺成型单元本单元是保障工艺装置在开、停车以及紧急事故情况下排出原料气、净化气、酸气以及处理工厂排出的污油、分液罐的排出液。一般分别设有高压天然气放空系统和低压酸气放空系统，同时设置有火炬。(2)火炬及放空单元公用工程是指除主要生产装置以外的公用工程装置和辅助生产设施，如变配电所、循环水、空分、仪表空压站、三修（机、电、仪表维修）、原料和成品仓库、消防站等。从专业上分为：给排水、热工、电气、自控、电讯、采暖通风、化学分析、环保、工业安全与卫生等。3、公用工程天然气工艺简介脱水的原因脱水的方法脱水工艺介绍低温脱水工艺注意事项乙二醇再生天然气水合物及其防治自储集层中采出的天然气及脱硫后的天然气中，一般都含有水气（饱和水、游离水）。绝对含水量：单位体积天然气中含有的水气量，又称天然气绝对湿度，单位为mg/m3。天然气中所含有的饱和水蒸气量统称为天然气水含量，而将在天然气中呈液相存在的水称为游离水或液态水。天然气水露点：天然气在一定压力下水蒸气开始冷凝结露的温度。水是天然气中有害无益的组分，它们的存在对天然气处理带来许多危害：①天然气中水的存在．降低了天然气的热值和输气管道的输送能力；②当温度降低或压力增加时．天然气中的水会呈液相析出，在管道或设备中积液，不仅增加流动压降，甚至形成段塞流，还会加速天然气中酸性组分对管道和设备的腐蚀；③液态水不仅在冰点时会结冰，而且，即使在天然气的温度高于水的冰点时，液态水还会与天然气中的一些气体组分形成冰雪状的固体水合物，严重时堵塞井筒、阀门、管道和设备，影响输气管道的平稳供气和生产装置的正常运行。因此，天然气中的水含量和天然气水合物的形成条件，无论对于天然气开采、集输还是处理、加工，都是十分重要的。天然气工艺简介脱水的原因脱水的方法脱水工艺介绍低温脱水工艺注意事项乙二醇再生天然气水合物及其防治天然气脱水工艺一般包括：低温脱水，溶剂吸收法脱水，固体吸附法脱水等。低温脱水法：该法是利用高压天然气节流膨胀降温或换热降温而使部分水冷凝脱除。低温分离法丙烷制冷节流阀制冷膨胀机制冷热分离机制冷等膨胀制冷溶剂吸收法：利用某些液体物质不与天然气中的水分发生化学反应，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。使用最多的是甘醇类物质，而其中尤以三甘醇作吸收剂最佳。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脱除天然气中的水分，可将水脱至0.1ppm或露点达到-100℃。这些固体吸附剂被水饱和后，易于再生。常见的吸附剂有硅胶，活性氧化铝和分子筛。而其中最常用的分子筛脱水最广泛，技术最成熟。节流法三甘醇法分子筛法优点1、装置操作简单，占地面积小；2、装置投资及运行费用低。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、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，占地面积较小；4、无严重腐蚀和发泡方面的问题。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。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。1、对于大装置，其设备投资和操作费用高；2、气体压降大；3、吸附剂易破碎；4、再生耗热量高；5、再生气气量较大，压力较低。应用场合天然气压力高，并且有充足的压力降可以利用。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。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）低高方法对比膜法脱水：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。新技术天然气工艺简介脱水的原因脱水的方法脱水工艺介绍低温脱水工艺注意事项乙二醇再生天然气水合物及其防治原料气乙二醇贫液低温分离器三相分离器原料气预冷器至燃料气系统至凝析油稳定装置至乙二醇再生及注醇装置干气过滤分离器低温分离装置醇烃加热器干气外输三甘醇装置闪蒸罐TEG重沸器湿天然气干气闪蒸气TEG冷却器贫TEG过滤器燃料气再生气吸收塔过滤器缓冲罐分子筛装置干气再生气水分离罐入口分离器湿原料气加热器冷却器干燥塔干燥塔膜法装置气液分离器膜组块膜组块原料气排污真空泵产品气废气加热器核心单元天然气工艺简介脱水的原因脱水的方法脱水工艺介绍低温脱水工艺注意事项乙二醇再生天然气水合物及其防治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。低温分离温度是实现干气输送控制的核心点。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。在生产运行中，出现过低温分离器后的聚结器滤蕊被水合物冰堵甚至挤压的现象，原因是进入气液聚结器的天然气中含有游离水滴，未与醇液充分混合，由于低温造成结冰或形成水合物，体积膨胀，挤压滤蕊。故要保证醇与天然气中水相的充分混合，注醇雾化器也很重要。天然气工艺简介脱水的原因脱水的方法脱水工艺介绍低温脱水工艺注意事项乙二醇再生天然气水合物及其防治一、天然气水合物(Hydrates)结构天然气水合物也叫水化物，它是由非极性或弱极性气体分子与接近冰点的水接触，水分子靠氢键作用将形成有别于冰晶格的笼形晶格并将气体分子包络其中。水合物具有多面体笼性结构构成水合物的分子主要有：水分子、甲烷、乙烷、二氧化碳等弱极性分子二、水合物形成条件1、含过饱和水汽或液体水2、足够低温度，足够高压力3、压力波动，气流突变和晶种存在天然气水合物有个存在的最高临界温度，超过此温，再大压力也无法使水化物生成。三、天然气水合物的防止措施1、在给定温度、组分的天然气，降压至最低形成压力以下。2、在给定压力、组分的天然气，保持温度在水合物形成温度以上。3、降低天然气湿度、水露点，即脱水。4、加入水合物抑制剂如CaCl2、乙二醇等。天然气工艺简介脱水的原因脱水的方法脱水工艺介绍低温脱水工艺注意事项乙二醇再生天然气水合物及其防治概述乙二醇，又名甘醇、乙撑亚胺、MEG、1,2-乙二醇•1、结构简式：HO-CH2-CH2-OH分子式：C2H6O2•相对分子质量：62.07(按1997年国际原子质量)乙二醇在常温下为无色、无臭、有甜味的粘稠液体。比重1.1132，沸点197.2℃，凝固点-12.6℃，闪点116℃，自燃点412℃，爆炸极限上限3.2%～15.3%（体积）。易吸湿，能与水、乙醇和丙酮混溶，能大大降低水的冰点，微溶于乙醚。天然气处理过程中，含有饱和水的天然气随温度的降低会形成固态水合物。在原料天然气预冷前须注入水合物抑制剂，抑制剂的种类很多，有甲醇、乙二醇、二甘醇、氯化钙水溶液等，但是由于乙二醇挥发性低，易于与所吸收的水分离，在天然气浅冷装置中,基本上都使用乙二醇作为抑制剂,防止水合物的形成，从而保证脱水脱烃过程的顺利进行。特点：可用于任何操作温度下的天然气管道设备，但沸点低，操作温度较高时气相损失大，多用于低温场合，可用于溶解已有的水合物。适用情况：①气量少，不宜采用脱水方法；②采用其它抑制剂时用量多，投资大；③在建设正式厂、站之前，使用临时设施的地方；④水合物形成不严重，不常出现或季节性出现；⑤只是在开工时将甲醇注入脱水系统中，以抑制水合物形成的地方；⑥管道较长（例如超过1.5km）需考虑对下游流程的影响：如分子筛、三甘醇水合物抑制剂—甲醇特点：无毒，沸点远高于甲醇，在气相中的蒸发损失少，一般可回收循环使用，较甲醇投资费用高，但操作费用较低，适用于气量大而又不宜采用脱水方法的场合，但不能用于解堵。使用注意：①必须以非常细小的液滴注入到气流中②当有液烃存在时，操作温度过低会使甘醇水溶液和液烃分离困难③操作温度低于0℃时需考虑甘醇水溶液“凝固”问题，最好保持其质量分数60%～70%水合物抑制剂——乙二醇乙二醇循环系统天然气处理装置注醇装置MEG再生水合物抑制剂损失（乙二醇）1、气相损失一般4mg/m32、溶解损失0.12～0.72L/m33、携带损失一般低于30kg/106m34、再生损失5、降解损失6、其它乙二醇的损耗1、气相损失原因：由于抑制剂在天然气中的蒸发，而被气体带走，造成损耗，与使用条件下的压力、温度及注醇浓度有关。分离设备性能及工艺设计也有一定的影响。控制措施：甘醇类抑制剂的气相损失量较小，一般可估计为4mg/m3，通常不做控制措施2、溶解损失原因：甘醇在液烃中的溶解，而随液烃进入轻烃装置，在分离温度为15℃，甘醇浓度50%