環(huán)境管理_天然氣脫水工藝流程介紹

迪那作業(yè)區(qū)孫瀚二00八年六月 迪那作業(yè)區(qū)培訓課件 天然氣脫水工藝 提綱 一 脫水的原因 二 脫水方法簡介 三 脫水工藝介紹 四 各工藝的注意事項 脫水的原因 水的困擾 水合物 堵塞管道 閥門等 弱酸 腐蝕管道 局部聚集 降低輸氣量 增加流動壓降 一 脫水的原因 二 脫水方法簡介 三 脫水工藝介紹 四 各工藝的注意事項 提綱 低溫分離法 借助于天然氣和水汽凝結(jié)為液體的溫度差異 在一定的壓力下降低含水汽的溫度 使其中的水汽與重烴冷凝為液體 再借助于液烴與水的相對密度差和互不溶解的特點進行重力分離 使水被脫出 脫水的方法 低溫分離法 丙烷制冷 節(jié)流閥制冷 膨脹機制冷 熱分離機制冷等 膨脹制冷 溶劑吸收法 利用某些液體物質(zhì)不與天然氣中的水分發(fā)化學反應(yīng) 只對水有很好的溶解能力且溶水后蒸氣壓很低 可再生和循環(huán)使用的特點 將天然氣中水汽脫出 這樣的物質(zhì)有甲醇 甘醇等 由于吸收劑可再生和循環(huán)使用 故脫水成本低 已得到廣泛使用 脫水的方法 固體吸附法 利用某些固體物質(zhì)表面孔隙可以吸附大量水分子的特點來進行天然氣脫水的 脫水后的天然氣含水量可降至1ppm或露點達到 100 這樣的固體有硅膠 活性氧化鋁和分子篩等 固體吸附劑一般易被水飽和 但也容易再生 經(jīng)多次熱吹脫附后可多次循環(huán)使用 因此常被用于低含水天然氣深度脫水情況下 脫水的方法 脫水的方法 方法對比 膜法脫水 根據(jù)膜對天然氣中水汽的優(yōu)先選擇滲透性 當天然氣流經(jīng)膜表面時 水汽優(yōu)先透過膜而被脫除掉 從而達到分離的目的 分離效率受膜材料 氣體 組成 壓差等因素的影響 是一種動力學分離過程 與傳統(tǒng)的脫水方法相比 它具有以下幾方面的優(yōu)點 工藝簡單 操作容易 占地面積小 不需要額外加入溶劑 不需再生 無二次污染 可利用天然氣本身的壓力作為推動力 幾乎沒有壓力損失 操作彈性大 可通過調(diào)節(jié)膜面積和工藝參數(shù)來適應(yīng)處理量的波動 脫水的方法 新技術(shù) 講座提綱 一 脫水的原因 二 脫水方法簡介 三 脫水工藝介紹 四 各工藝的注意事項 脫水工藝 原料氣 乙二醇貧液 乙二醇貧液 低溫分離器 醇烴液三相分離器 原料氣預(yù)冷器 原料氣預(yù)冷器 原料氣預(yù)冷器 原料氣預(yù)冷器 閃蒸氣回系統(tǒng) 至輕烴回收裝置 至乙二醇再生及注醇裝置 J T閥 低溫分離裝置 干氣外輸 干氣至外輸首站 醇烴液 閃蒸氣換熱器 脫水工藝 三甘醇裝置 閃蒸罐 TEG 重沸器 濕天然氣 干氣 閃蒸氣 TEG冷卻器 貧TEG 過濾器 燃料氣 再生氣 吸收塔 過濾器 緩沖罐 脫水工藝 分子篩裝置 干氣 再生氣 水分離罐 入口分離器 濕原料氣 加熱器 冷卻器 干燥塔 干燥塔 閥門關(guān) 閥門開 脫水工藝 膜法裝置 氣液分離器 膜組塊 膜組塊 原料氣 排污 真空泵 產(chǎn)品氣 廢氣 加熱器 核心單元 提綱 一 脫水的原因 二 脫水方法簡介 三 脫水工藝介紹 四 各工藝的注意事項 各工藝的注意事項 水合物抑制劑 防止含有飽和水的天然氣隨溫度的降低而形成固態(tài)水合物 在天然氣預(yù)冷前須注入水合物抑制劑 甲醇 乙二醇 與水蒸氣結(jié)合形成低冰點的溶液 降低天然氣的露點 低溫分離工藝 該工藝的最大缺點是當原料氣中二氧化碳分壓大于0 021MPa時 濕氣 設(shè)備需采用腐蝕控制 或采用抗腐蝕材料 同時 由于乙二醇粘度較大 特別在有凝析油存在時 操作溫度過低給乙二醇溶液與凝析油分離帶來困難 增加了在凝析油中的溶解損失和攜帶損失 各工藝的注意事項 低溫分離溫度是實現(xiàn)干氣輸送控制的核心點似的凈化指標 對于固定組分的天然氣 在管輸過程中的一定壓力變化范圍內(nèi) 水露點將隨壓力的降低而減小 烴露點將隨壓力的降低而升高 因此氣田內(nèi)天然氣凈化處理時 低溫分離溫度的確定受制于外輸管道末段輸送壓力降低后天然氣的溫度和環(huán)境溫度 各工藝的注意事項 我國國家標準GB178202 1999中規(guī)定 在天然氣交接點的壓力和溫度條件下 水露點應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5 烴露點應(yīng)低于最低環(huán)境度 塔中六天然氣處理裝置 大慶設(shè)計院設(shè)計 設(shè)計處理天然氣86萬方 天 凝析油產(chǎn)量為1 8萬噸 年 于2007年4月建成投產(chǎn) 裝置通過經(jīng)J T閥節(jié)流降溫 加注乙二醇防凍 實現(xiàn)天然氣凈化 牙哈320萬方 日凝析氣處理裝置 設(shè)計處理天然氣320萬方 天 凝析油產(chǎn)量為50萬噸 年 2000年10月31日投產(chǎn)裝置通過經(jīng)J T閥節(jié)流降溫 加注乙二醇防凍 脫除天然氣中的水 并實現(xiàn)輕烴回收 各工藝的注意事項 低溫分離方法在塔里木的應(yīng)用 有的三甘醇脫水裝置對再生氣采用分離罐 灼燒爐的方法處理 而三甘醇在吸收天然氣中水分的同時 也會吸收硫化氫 二氧化碳及烴類 在甘醇再生的時候 上述物質(zhì)與水蒸氣一起從甘醇中析出 組成再生氣 這樣不僅會對裝置設(shè)備產(chǎn)生腐蝕 而且再生氣冷凝液排入就地污水池后 對人體和環(huán)境都會產(chǎn)生嚴重的破壞 從而導致整個裝置的尾氣排放超標 各工藝的注意事項 三甘醇脫水工藝 大天池 緩沖罐內(nèi)換熱盤管外表腐蝕嚴重 局部地方出現(xiàn)較深的腐蝕坑點 重沸器焰火管外壁也有嚴重腐蝕 這些都是由于甘醇中的酸性物質(zhì)引起的 因此防止酸性物質(zhì)進入甘醇及甘醇自身的降解酸化不容忽視 各工藝的注意事項 原因 天然氣中攜帶的鹽類會直接污染甘醇 而且在重沸器中 當溫度升高 鹽在甘醇溶液中的溶解下降 當達到一定的含量時就會在火管上形成鹽垢 加速設(shè)備的腐蝕 措施 增強天然氣進吸收塔之前分離器的過濾分離效果 對分離除塵設(shè)備及時排污 清洗 及時更換失效濾芯 甘醇機械過濾器 活性碳過濾器的壓差接近100kPa時立即對濾芯進行清洗或更換 控制好重沸器的溫度 防止甘醇高溫降解損失 在重沸器 緩沖罐的底部有厚厚的一層呈黑色的粘稠的沉淀物 像黑色的淤泥 有鐵腐蝕產(chǎn)物 有焦質(zhì)碳黑 還能聞到降解甘醇的特征氣味的芳香味 在生產(chǎn)過程中 它不但難以清出 而且會對新添加的甘醇產(chǎn)生污染 各工藝的注意事項 原因 這些沉積物主要是變質(zhì)甘醇 未被過濾掉的雜質(zhì) 措施 在重沸器 緩沖罐底部開口并加一閥門 可以在生產(chǎn)過程中對沉積物進行取樣分析 以便采取相應(yīng)的應(yīng)對措施 各工藝的注意事項 降低甘醇損失的措施 選擇合適的操作參數(shù) 各種操作參數(shù)中 溫度的影響最大 改善分離效果 勤排污 保持甘醇溶液的清潔 各工藝的注意事項 重沸器 精餾柱 克拉第二處理廠 設(shè)計處理能力2000萬方 天 采用99 7 wt 三甘醇 TEG 作脫水劑 脫除濕原料氣中的絕大部分飽和水 經(jīng)TEG吸收塔脫水后的干天然氣作為商品氣外輸 吸水后的TEG采用常壓火管加熱再生法再生 貧液經(jīng)換熱 加壓后返回TEG吸收塔循環(huán)使用 設(shè)4套TEG脫水裝置 單套裝置的處理量為500萬方 天 輪南400萬噸原油穩(wěn)定裝置 設(shè)計液化氣脫水采Cacl2水溶液 各工藝的注意事項 吸收法脫水法在塔木的應(yīng)用 分子篩對天然氣中的重組分及有機物的吸附能力較強 這些雜質(zhì)會吸附在分子篩表面 通過對分子篩加熱和再生的反復(fù)操作 發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象 盡可能保持干燥塔操作壓力平穩(wěn) 避免大幅度波動 在進行切換時 壓降不可過急 以免床層氣速過高引起床層移動和摩擦 甚至被氣流夾帶出干燥塔進入下游系統(tǒng) 各工藝的注意事項 分子篩脫水工藝 解決措施 在上游系統(tǒng)的操作過程中 盡可能將重烴分離出來 或在分子篩的上層填加活性氧化鋁 否則會導致分子篩粉化 即降低了其脫水能力 提高再生溫度可提高再生后分子篩的吸附容量 但再生溫度過高會縮短分子篩的使用壽命 有國外的資料顯示 當再生溫度高于260 分子篩填料易形成COS 影響脫水效果 增加運行成本 在高酸性氣田中 元素硫容易在再生氣冷凝器管線和分離器排污管線處產(chǎn)生元素硫沉積 需要采取在冷凝器進口管線和分離器排污管線處設(shè)置溶硫劑 以解決硫堵塞問題 各工藝的注意事項 輪南90萬方氣舉裝置 采用分子篩脫水 三塔操作 水露