甘醇脫水油氣集輸李迎旭

甘醇脫水油氣集輸主講教師：李迎旭氣體由各氣（油）井集中至氣體處理廠后需進(jìn)行脫水，以滿足輸氣管對氣體露點(diǎn)要求（露點(diǎn)比最低輸送環(huán)境溫度低5℃以上），或滿足氣體后續(xù)加工——即用冷凝法從氣體內(nèi)回收輕油的需要。為減少含硫氣體對管線和設(shè)備的腐蝕，有時在井腸、小型集氣站和海洋平臺對氣體進(jìn)行脫水。總述脫水常用方法有：甘醇吸收脫水固體干燥劑吸附脫水冷凝脫水膜分離脫水總述低溫分離即冷凝脫水的例子，高壓氣體經(jīng)節(jié)流降溫后進(jìn)入低溫分離器，從氣體內(nèi)分出凝析油和冷凝水，使流出分離器氣體的露點(diǎn)降低，氣體得到一定程度的干燥。甘醇脫水和固體干燥劑脫水是油氣田最常用的脫水深度。一、甘醇脫水流程二、主要設(shè)備和操作參數(shù)目錄第一部分甘醇脫水流程一、甘醇脫水流程甘醇是直鏈二元醇，其化學(xué)式為CnH2n（OH）2，用于天然氣脫水的甘醇有乙二醇、二甘醇、三甘醇和四甘醇。早期使用二甘醇脫水，20世紀(jì)50年代后逐步為三甘醇所代替，本節(jié)內(nèi)提到的甘醇一般均指三甘醇。甘醇有很強(qiáng)的吸水性能，用甘醇對天然氣進(jìn)行脫水已有50~60年歷史。一、甘醇脫水流程（一）原理流程甘醇脫水工藝主要由甘醇高壓吸收和常壓再生兩部分組成，吸收部分降低氣體內(nèi)的水含量和露點(diǎn)，再生部分釋放甘醇吸收的水分，提濃甘醇溶液，使甘醇循環(huán)使用。含水天然氣（濕氣）先流經(jīng)入口分離器或滌氣器，除去氣體中攜帶的液體和固體雜質(zhì)后，進(jìn)入吸收塔。在吸收塔內(nèi)原料氣自下而上流經(jīng)各層塔板，與自塔頂向下流動的甘醇貧液逆流接觸。甘醇溶液吸收天然氣中的水汽，脫水后的天然氣從塔頂流出。1.工作原理：甘醇脫水原理圖一、甘醇脫水流程（一）原理流程甘醇脫水工藝主要由甘醇高壓吸收和常壓再生兩部分組成，吸收部分降低氣體內(nèi)的水含量和露點(diǎn)，再生部分釋放甘醇吸收的水分，提濃甘醇溶液，使甘醇循環(huán)使用。1.工作原理：吸收了水分的甘醇富液自塔頂流出，經(jīng)過過濾并與甘醇貧液換熱升溫后進(jìn)入再生塔。進(jìn)入汽提塔的甘醇富液向下流經(jīng)填料層，被重沸器內(nèi)產(chǎn)生的向上流動的熱蒸氣加熱，蒸出水和少量甘醇。甘醇富液沿塔身向下流動，溫度逐步升高，濃度逐步提高，在重沸器內(nèi)進(jìn)一步受熱成為甘醇貧液。甘醇脫水原理圖一、甘醇脫水流程（一）原理流程甘醇脫水工藝主要由甘醇高壓吸收和常壓再生兩部分組成，吸收部分降低氣體內(nèi)的水含量和露點(diǎn)，再生部分釋放甘醇吸收的水分，提濃甘醇溶液，使甘醇循環(huán)使用。甘醇貧液經(jīng)儲罐緩沖、與甘醇富液換熱降溫，并經(jīng)泵增壓后返回吸收塔循環(huán)使用。水蒸氣、少量解吸的天然氣和甘醇蒸氣從再生塔頂部排入大氣。1.工作原理：甘醇脫水原理圖一、甘醇脫水流程（一）原理流程2.與二甘醇相比，三甘醇脫水的優(yōu)點(diǎn)：(1)沸點(diǎn)高(2)蒸氣壓低(3)理論熱分解溫度高(4)脫水操作費(fèi)用比二甘醇低一、甘醇脫水流程（二）典型流程為提高脫水裝置的熱效率和減少甘醇損失，氣體處理廠常用的典型流程如圖所示，在原理流程基礎(chǔ)上有所改進(jìn)。各種甘醇脫水流程的吸收部分大致與典型流程相同。三甘醇脫水典型流程一、甘醇脫水流程（二）典型流程甘醇貧液濃度是影響干氣露點(diǎn)的關(guān)鍵因素，數(shù)十年來為提高甘醇貧液濃度開發(fā)了以下幾種再生方法，使再生流程有些變化。1.降壓再生甘醇再生在常壓下進(jìn)行，降低重沸器壓力至真空狀態(tài)，在相同重沸溫度下能提高感觸溶液濃度。一、甘醇脫水流程（二）典型流程2.氣體氣提汽提再生能將甘醇濃度提高至99.95%。與甘醇富液接觸中降低了溶液表面的水蒸氣分壓，從甘醇內(nèi)吸收大量水汽，從而提高甘醇貧液濃度。汽提再生濕氣或干氣在再生塔的高溫下為不飽和氣體，在一、甘醇脫水流程（二）典型流程3.共沸再生共沸再生是20世紀(jì)70年代初發(fā)展起來的，采用的共沸劑應(yīng)具有不溶于水和三甘醇，與水能形成低沸點(diǎn)共沸物，無毒，蒸發(fā)損失小等性質(zhì)。共沸劑與甘醇溶液中的殘留水形成低沸點(diǎn)共沸物汽化，從再生塔頂流出，經(jīng)冷卻冷凝進(jìn)入分離器分出水后，共沸劑用泵打回重沸器循環(huán)使用。共沸劑在密閉的環(huán)路內(nèi)循環(huán)，損失小，無大氣污染。共沸再生第二部分主要設(shè)備和操作參數(shù)二、主要設(shè)備和操作參數(shù)（一）吸收系統(tǒng)1.吸收塔吸收塔滌氣段不能代替濕氣入口分離器，濕氣經(jīng)分離器和塔底部滌氣段二級滌氣后進(jìn)入吸收段，以減小氣體雜質(zhì)對甘醇的污染。吸收塔由底部的滌氣段、中部吸收段和頂部的氣/甘醇冷卻盤管與捕霧器組成。吸收段結(jié)構(gòu)可采用板式或填料塔結(jié)構(gòu)。氣體露點(diǎn)降、甘醇貧液濃度和循環(huán)量、吸收塔塔板數(shù)之間存在內(nèi)在聯(lián)系。在甘醇貧液濃度和循環(huán)量保持不變時，塔板數(shù)愈多，脫水效果愈好，氣體露點(diǎn)降愈大。塔頂?shù)慕z網(wǎng)捕霧器使氣體攜帶的甘醇體量小于16mg/m3。二、主要設(shè)備和操作參數(shù)（一）吸收系統(tǒng)2.入口分流器

用于分出進(jìn)料濕天然氣內(nèi)的液體和固體雜質(zhì)。在處理量超過1.4×106m3/d的大型脫水裝置進(jìn)口，有時還加裝價格昂貴的過濾式分離器，以保證脫水質(zhì)量并延長裝置的使用壽命。二、主要設(shè)備和操作參數(shù)（二）再生系統(tǒng)1.重沸器和再生塔重沸器提供從甘醇富液蒸出水分所需熱量，常用直接式加熱或以油、過熱蒸汽為熱媒的間接式加熱，條件允許時可利用內(nèi)燃機(jī)或氣體透平的廢氣加熱。甘醇貧液濃度由重沸器溫度控制，溫度愈高甘醇濃度愈大。甘醇富液在重沸器和再生塔內(nèi)提濃。富液進(jìn)塔溫度控制在95~149℃之間，進(jìn)塔溫度高重沸器熱負(fù)荷小、再生效果好。從再生塔頂排放的氣體內(nèi)總含有極少量甘醇和烴蒸氣，一般排入大氣。二、主要設(shè)備和操作參數(shù)（二）再生系統(tǒng)2.過濾器甘醇內(nèi)含有很多的固體雜質(zhì)時，將使甘醇泵磨損、甘醇發(fā)泡、污染吸收塔、再生塔、重沸器火管產(chǎn)生局部過熱點(diǎn)、金屬腐蝕等問題，應(yīng)用織物過濾器降低甘醇的含固量。沒有甘醇循環(huán)，就無法進(jìn)行氣體脫水。因而，每套脫水裝置必須有兩臺甘醇泵，一臺運(yùn)行，一臺備用。3.甘醇泵二、主要設(shè)備和操作參數(shù)（二）再生系統(tǒng)4.閃蒸分離器在吸收塔內(nèi)，甘醇吸收天然氣所含水分的同時也吸收少量天然氣。這種含烴甘醇直接進(jìn)入低壓再生塔內(nèi)將閃蒸出大量烴蒸氣，增大再生過程的甘醇損失，甚至破壞陶瓷填料。閃蒸分離器為臥式或立式三相分離器，其作用是從甘醇富液內(nèi)分出烴蒸氣和凝析油。二、主要設(shè)備和操作參數(shù)（三）甘醇濃度和循環(huán)量1.甘醇濃度在甘醇循環(huán)量和吸收塔塔板數(shù)一定的前提下，貧液濃度愈高，干氣露點(diǎn)愈低。塔溫愈低、甘醇濃度愈高，干氣平衡露點(diǎn)愈低，氣體脫水效果愈好。甘醇富液的濃度不應(yīng)過小，否則在吸收塔底部幾層塔板的脫水效果降低；重沸器加熱富液、蒸出富液所含水量的熱負(fù)荷加大，應(yīng)控制貧、富液質(zhì)量濃度差小于6%。二、主要設(shè)備和操作參數(shù)（三）甘醇濃度和循環(huán)量2.甘醇循環(huán)量甘醇循環(huán)量常以從氣體內(nèi)脫出單位質(zhì)量水需用的甘醇體積數(shù)表示。吸收塔塔板數(shù)和甘醇貧液濃度一定時，通過吸收塔氣體的露點(diǎn)降與甘醇循環(huán)量有關(guān)，循環(huán)量愈大能從濕氣中脫出的水量愈多。由于甘醇循環(huán)量正比于重沸器的熱負(fù)荷或脫水費(fèi)用，在滿足所需脫水深度前提下，循環(huán)量愈小愈好。二、主要