油氣集輸課程設計-甲醇乙二醇注入量的計算

重慶科技學院課程設計報告院（系）:—石油與天然氣工程學院專業(yè)班級：07油氣儲運二班學生姓名： xxxx 學 號:200744xxxxx設計地點（單位）： 人文社科大樓G304 —設計題目:— 廣安2#低溫集氣站的設計工藝 ——甲醇（乙二醇）注入量的計算完成日期：2010年7月1日指導教師評語：=============^成績（五級記分制）:指導教師（簽字）: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，嚴重時影響天然氣的收集和輸送，為了滿足天然氣氣質(zhì)指標和深冷分離過程的需要，必須將天然氣中的水分脫除到一定程度。天然氣生產(chǎn)過程中，通常采用節(jié)流閥或膨脹機來降低天然氣的壓力而導致天然氣的溫度下降，因此可能會導致水合物的形成。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，在注入抑制劑設計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。關鍵字：溫度壓力水合物抑制劑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備不含液態(tài)水，而最常用的辦法是向氣流中加入各種抑制劑。抑制劑法分別為熱力學抑制劑法和動力學抑制劑法。我們這次所用的是熱力學抑制劑法，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，其沸點低，蒸汽壓高，水溶液凝固點低，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)技術經(jīng)濟分析后定。在許多情況下，回收液相甲醇是不經(jīng)濟的，但若液相甲醇溶液不回收，廢液的處理將是個難題，需采用回注或焚燒等措施。為降低甲醇的液相損失，應盡量減少帶入系統(tǒng)的游離水量。Lm3凝析油。當操作溫度低于-10°C時，不提倡使用乙二醇。廣安2#低溫集氣站的工藝設計——甲醇（乙二醇）注入量的計算1?1、氣體組成（％）:C1—82.3C2—2.2 C3—2.0C4—1.8C5—C6—0.9 H2S—7.1CO2—622相對密度s=iil€072-y€34.080x0.071y€34.080x0.0712s M34.080x0.07120.855€0.102444.010x0.02244.010x0.02220.855€0.04641?2、流程圖：11?3、第一次節(jié)流溫度，壓力第二次節(jié)流溫度，壓力進站壓力第一次節(jié)流溫度，壓力第二次節(jié)流溫度，壓力進站壓力17MPa11MPa 15C6MPa -15C進站壓力12MPa8MPa 17C6MPa -2C:.1auofti-!M $ n 10- ]5 2D 陸 30溫糜.C圖3—1—11.3.1.富液中最低抑制劑濃度：C2二 空理€100o2K,(At)M 0At=11?12At-----水合物生成溫度降，°C;M------抑制劑的相對分子質(zhì)量；K——抑制劑常數(shù)，甲醇取1297，乙二醇取2220；11 未加抑制劑時，天然氣在最高壓力下形成水合物的溫度，C；12——加入抑制劑不會形成水合物的最低溫度，C。1.3.2酸性天然氣飽和含水量：W=0.983(ycWc+yHSWHS+yCOWCO)

W——酸性天然氣飽和含水量，mgfm3；yH2S，yCO、——氣體中h2s、co2的摩爾含量；yc-----氣體中除h2s、co2以外的其他組分的摩爾含量;WC-----非酸性天然氣飽和含水量，mg；m3；WH2S------H2S氣體含水量，由圖3—1—3查得；WCO2——CO2氣體含水量，由圖3—1—4查得。1.3.3計算抑制劑的用量：C1-C2q?(W1-W2)XC2，C2XC1-C2q——抑制劑最小單位耗量，gm3；W1——抑制劑入口處氣相含水量，g；m3；W2 抑制劑出口處氣相含水量，g：m3C1 抑制劑貧液濃度（質(zhì)量分數(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）抑制劑的注入量計算進口壓力為：17MPa的天然氣第一次節(jié)流后的壓力溫度分別為：11MPa和15°C,第二次節(jié)流后的壓力溫度為：6MPa-15C。根據(jù)圖（預測形成水合物的溫度---壓力曲線）3—1—C。由于環(huán)境溫度在臨界溫度以下,則需要注入抑制劑進行水合物防止。本次氣體為酸性天然氣。2.1.1甲醇注入量的計算：由圖查出11c，貝y：…oc-（-15ccC2C2? X100%(34.6)x32.04—1297+(34.6)x32.04%10000-46.084°0|G卿刃.犢DUD%wcwtODObw<0Qn*ViF□_斤一山,W?'j|G卿刃.犢DUD%wcwtODObw<0Qn*ViF□_斤一山,W?'j瑁曲闔l<]巧S')lUklUAttJJW-二比WHMMbfl-Vl{ll?d-LMOU-.IAuuii-tnjwi??腫IU.■LU艸■；MlHi■W.Ul-J艸-MH-111(1-W!i-鬪■川.時粧擺也甘聞鬲IK/總z/i‘fi%//"7b<.u^8n￡ftfllT>S?7>RkMUi-T—jJJII I ■ ' 1 will 舸 PH)11ll)L28NO調(diào)畔■f圖3—1—2it空宀?odo-1<] 0 20dfti?訓irftiSO.H"IffW^QD2:40 2t<3kLatl^m陽*枷-F=crwi.t(i*s2優(yōu)3—優(yōu)3—L坨㈣忒井君魁幗葉口冊于于*的底魯會胡圖3—1—3圖3—1—4aflKl3PIHJIDDf!4l^nKly由圖3—1—3和圖3—1—4以及天然氣含水圖查出WH^S為310mgm3,WCO為300mgm3.帶入數(shù)據(jù)：W1二0.983(0.8512x180x10-3,0.1024x310x10-3,0.0464x300x10-3)=0.1955g.m3同理：第二次節(jié)流后的溫度和壓力：6MPa,-15°C查圖帶入數(shù)據(jù)得W2-°983(ycWc+治2sWh2s+yco2Wco丿，=0.983(0.8512x28x10-3+0.1024x127x10-3+0.0464x130x10-3)=0.04214gfm3根據(jù)題意：?根據(jù)溫度和壓力的函數(shù)，查圖得：?C1=100%將所有數(shù)據(jù)帶入公式3.1.3得:+46.084%x10-3x24.5(0.1955—+46.084%x10-3x24.5100%—46.084%gm3實際每一天要注入的抑制劑量：Q=qx(39,29,26)x104x1.15二142.958kg/d實際每一個小時要注入的抑制劑量:2.1.2乙二醇抑制劑注入量：（查圖步驟同上述方法）富液中最低抑制劑濃度：C2二K（闍M€1O000C212C21234.6€62.12220+34.6€62.1€1OOo°=49.2%則：計算抑制劑的用量：(W1?W2)€C2q=丄22+C€10?3x…C?CC1?C2…=0(0.1955?0.0421)€49.2%80%?49.2%q=80%?49.2%帶入數(shù)據(jù)計算得：=0.245gfm3實際每一天要注入的抑制劑量:Q=q€（39+29+26）€104€1.15二265.1kg/d實際每一個小時要注入的抑制劑量:Q'2.2進口壓力為：12MPa的天然氣第一次節(jié)流后的壓力溫度分別為：8MPa和17°C,第二次節(jié)流后的壓力溫度為：6MPa-2C。根據(jù)圖（預測形成水合物的溫度---壓力曲線）可查得在此條件下的形成水合物的臨界溫度為：18C。由于環(huán)境溫度在臨界溫度以下，則需要注入抑制劑進行水合物防止。2.2.1甲醇抑制劑注入計算：富液中最低抑制劑濃度：C2二空巴€100/2K+（At）M “那么C2(20)€C2(20)€32.041297+(20)€32.04€10007=33.070-'*0*0查圖3—1—11，3—1—12，3—1—13.將所得數(shù)據(jù)代入公式計算：W產(chǎn)0.983(0.8512x340x10€,0.1024x360x10€,0.0464x900x10-3)=0.3618g..m3同理：第二次節(jié)流后的溫度和壓力：6MPa,-2°C插圖帶入數(shù)據(jù)得W2二0?983(ycWc+兒2sWh2s+yco2Wco丿，二0.983(0.8512x95x10-3,0.1024x98x10-3,0.0464x120x10-3)=0.0948g.m3則：計算抑制劑的用量：(W廠W2)xC2廠“q= 1 2 2+Cx10-3x?C1-C2 2?根據(jù)溫度和壓力的函數(shù),查圖得：?C1=100%將所有數(shù)據(jù)帶入公式得：(0.3618-0.0948)x33.07% ?100%€33.07%q= +33.07%x10-3x30.1100%€33.07%=0.1419g.m3實際每一天要注入的抑制劑量:Q=qx(13,9,12)x104x1.15二55.483kg/d實際每一個小時要注入的抑制劑量:Q'2.2.1乙二醇抑制劑注入量計算：(查圖步驟同上述方法)富液中最低抑制劑濃度：C2二 空理x100(/2K,(…t)M &C220C220x62.12220+20x62.1t2x1000；=35.88%則：計算抑制劑的用量：(W廠W2)xC2q= 1 2 2+Cx10-3x?C€C 2C1-C2(0.3618-0.0948),35.88%門

q= €0帶入數(shù)據(jù)計算得： 80%-35.88%=0.2171g；m3實際每一天要注入的抑制劑量:Q=q,(13€9€12),104,1.15二84.899kg/d實際每一個小時要注入的抑制劑量:Q'3總結(jié)甲醇與乙二醇用量的比較用量多，投資多；③在建設廠之前，使用臨時設施的地方；④水合物形成不嚴重，不常出現(xiàn)或季節(jié)性出現(xiàn)；⑤只是在開工時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必須采