油氣集輸課程設(shè)計(jì)-甲醇(乙二醇)注入量的計(jì)算

重慶科技學(xué)課程設(shè)計(jì)告）_級名

號

樓目

廣安低溫集氣站的計(jì)工藝——甲醇（乙二醇）入量的計(jì)算2010

71語））

：：摘要天然氣中往往含有飽和水，天然氣中一旦形成水合物極易在閥門、分離器入口、管線彎頭及三通等處形成堵塞，嚴(yán)重時(shí)影響天然氣的收集和輸送，為了滿足天然氣氣質(zhì)指標(biāo)和深冷分離過程的需要須將天然氣中的水分脫除到一定程度然氣生產(chǎn)過程中，通常采用節(jié)流閥或膨脹機(jī)來降低天然氣的壓力而導(dǎo)致天然氣的溫度下降因此可能會(huì)導(dǎo)致水合物的形成。如果有水合物形成，在天然氣集輸系統(tǒng)中可采用加熱、脫水或注入抑制劑的方法來防止水合物的生成。為此，在注入抑制劑設(shè)計(jì)中首先要確定天然氣的含水量。天然氣的含水量取決于天然氣的溫度，壓力和組成等條件。根據(jù)第一次節(jié)流閥節(jié)流得到溫度和壓力，根據(jù)圖（預(yù)測形成水合物的溫度壓力曲線）可以得到此溫度下是否能形成水合物，若能形成需摻入抑制劑防止水合物形成。關(guān)鍵字溫度壓力水合物抑制劑

12345622HCO12345622HCO1論為了防止生成天然氣水合物，一般有四種途徑：向氣流中加入抑制劑；提高天然氣的流動(dòng)溫度；降低壓力至給定溫度下水合物的生成壓力以下；脫除天然氣中的水分。其中最積極的方法是保持管線和設(shè)備不含液態(tài)水而最常用的辦法是向氣流中加入各種制劑。抑制劑法分別為熱力學(xué)抑制劑法和動(dòng)力學(xué)抑制劑法。我們這次所用的是熱力學(xué)抑制劑法，常見的抑制劑有醇類（如乙二醇和甲醇）和電解質(zhì)。像天然氣中加入抑制劑后，可改變水溶液或水合物相的化學(xué)位，從而使水合物的形成條件移向較低的溫度或較高的壓力范圍。目前，在天然氣工業(yè)中多用甲醇和乙二醇作為抑制劑。甲醇可用于任何操作溫度。由于甲醇能較多地降低水合物形成溫度，其沸點(diǎn)低，蒸汽壓高，水溶液凝固點(diǎn)低，黏度小，通常用于制冷過程或氣候寒冷的場所。一般情況下噴注的甲醇蒸發(fā)到氣相中的部分不再回收，液相甲醇溶液經(jīng)蒸餾后可循環(huán)使用，但是否循環(huán)使用需要根據(jù)處理氣量等具體情況經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后定。在許多情況下，回收液相甲醇是不經(jīng)濟(jì)的，但若液相甲醇溶液不回收，廢液的處理將是個(gè)難題，需采用回注或焚燒等措施。為降低甲醇的液相損失，應(yīng)盡量減少帶入系統(tǒng)的游離水量。Lm

凝析油。當(dāng)操作溫度低于-10時(shí)，不提倡使用乙二醇。廣安2#低集氣站工藝設(shè)計(jì)——甲（乙二醇）入量的算1.1、氣體組成（%—C—C———C—H7.1CO相對密度0.72≈34.08034.080yM20.85544.01044.0100.022yM20.8551.2、流程圖：注入抑制劑1.3、

2121HHS進(jìn)站壓力進(jìn)站壓力

第一次節(jié)流溫度，壓力11MPa15℃17℃

第二次節(jié)流溫度，壓力℃-2℃圖3—1—11.3.1.富液中最低抑制劑濃度

()MK)M

0

0

-----合物生成溫度降，℃M------抑劑相對分子質(zhì)量；K-------抑劑常數(shù)，甲醇取，乙二醇取2220t

------未加抑制劑時(shí)，天然氣在最高壓力下形水合物的溫度，℃；t

-------加抑制劑不會(huì)形成水合物的最低溫度，℃。酸性天然氣飽和含水量0.983(yWyWyW)

22c3HS2211222222c3HS22112222

------酸性天然氣飽和含水量，

mg

3

；S，-------氣體中H、2的爾含量；y

-----氣體中除H、CO以外的其他組分的摩爾含量；-----酸性天然氣飽和含水量，mg；

------HS氣含水量，由圖—1得；-------氣體含水量，由圖——4查得。計(jì)算抑制劑的用量：q

()

------抑制劑最小單位耗量，m3；

1

------抑制劑入口處氣相含水量，

gm

3

；-------抑劑出口處氣相含水量，

g

3--------抑制劑貧液濃度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%；

-------系數(shù)（對甘醇類抑制劑可取0對于甲醇根據(jù)壓力和溫度函數(shù)得2甲醇（乙二醇）抑劑的注入量計(jì)算進(jìn)口壓力為：的天然氣第一次節(jié)流后的壓力溫度分別為：和15，第二次節(jié)流后的壓力溫度為：6MPa℃。根據(jù)（預(yù)測形成水合物的溫度-壓力曲線3——℃由于環(huán)境溫度在臨界溫度以下，則需要注入抑制劑進(jìn)行水合物防止。本次氣體為酸性天然氣。2.1.1甲注入量計(jì)算：由圖查出

t

℃，：

℃－（℃℃那么C

()MK)M

(34.6)32.04(34.6)32.04

0

0

0

圖3—1—2

3HS12HSHS3HS12HSHS圖3—13

圖3—14由圖31和圖4以及天然氣含水圖查出

為310

mg

為帶入數(shù)據(jù)：

W0.983(0.851230.1955g

0.1024)同理：第二次節(jié)流后的溫度和壓力，℃查圖帶入數(shù)據(jù)得

W0.983(yW

，0.8512-30.1024127-30.0464-3）根據(jù)題意

3根據(jù)溫度和壓力的函數(shù)，查圖得：

1

=100%將所有數(shù)據(jù)帶入公式得：q

(0.1955100%

46.084%

g

3實(shí)際每一天要注入的抑制劑量:(3926)

4

/實(shí)際每一個(gè)小時(shí)要注入的抑制劑量:

22121122212HS22121122212HSHSCOQ

`乙二醇抑劑注入查圖步驟同上述方法）富液中最低抑制劑濃度：C

()MK)M

0

0

34.662.1222034.662.1

100

0

0

則：計(jì)算抑制劑的用量：帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得：

()q=080%

3實(shí)際每一天要注入的抑制劑量:4265.1kg/d實(shí)際每一個(gè)小時(shí)要注入的抑制劑量:Q

`2.2進(jìn)口壓力為：12MPa的天然氣第一次節(jié)流后的壓力溫度分別為17，第二次節(jié)流后的壓力溫度為：6MPa-2℃。根據(jù)圖（預(yù)測形成水合物的溫---壓力曲線）可查得在此條件下的形成水合物的臨界溫度為：18。由于環(huán)境溫度在臨界溫度以下，則需要注入抑制劑進(jìn)行水合物防止。甲醇抑制注入計(jì)：富液中最低抑制劑濃度C

()MK)M

0

0那么

1297

100

0

0

0

0根據(jù)公式0.983(yWyWyW)

12HSHS12122112HSHS1212210112查圖31113—1—12，3—1—13.所得數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算：W0.983(0.8512340

0.1024

900

0.3618g

3同理：第二次節(jié)流后的溫度和壓力，℃插圖帶入數(shù)據(jù)得

W0.983(yW

，0.983(0.851295

0.0948g則：計(jì)算抑制劑的用量：

3()q根溫和壓力的函數(shù)，查圖得：1=100%將所有數(shù)據(jù)帶入公式得：

q

(0.36180.0948)

g

3實(shí)際每一天要注入的抑制劑量:(13455.483kg/d實(shí)際每一個(gè)小時(shí)要注入的抑制劑量:Q

`2.2.1乙醇抑制注入量計(jì)算（查圖步驟同上述方法）富液中最低抑制劑濃度：C

()MK)M

0

0則：計(jì)算抑制劑的用量：

10035.88%22202062.1q

()

=0

帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得：

(0.361835.88%

0.2171m實(shí)際每一天要注入的抑制劑量:

3(13

4

實(shí)際每一個(gè)小時(shí)要注入的抑制劑量:Q

`3總結(jié)甲醇與乙二醇用量的比較甲醇

乙二醇第一組第二組(1)甲醇。適用的情況是：①氣量小，不宜采用脫水方法；②采用其他水合物抑制劑時(shí)用量多，投資多；③在建設(shè)廠之前，使用臨時(shí)設(shè)施的地方

；

④水合物形成不嚴(yán)重，不常出現(xiàn)或季節(jié)性出現(xiàn)；⑤只是在開工時(shí)講甲醇注入脫水系統(tǒng)中，以抑制水合物形成的地方；⑥管道較長甲醇具有中等程度的毒性，可通過呼吸道，食道及皮膚侵入人體。使用甲醇做抑制劑時(shí)必須采取相應(yīng)的安全措施。(2)乙二醇無毒，，沸點(diǎn)高于甲醇，因而在氣相中蒸發(fā)損失，一般可回收循環(huán)使用