天然氣脫水工藝及英國(guó)肖氏公司進(jìn)口水露點(diǎn)儀測(cè)試注意事項(xiàng)

井口采氣 在井口常常采取加熱法, 使得天然氣保持在水露點(diǎn)溫度之上, 常用的加熱設(shè)備有套管換熱器和水套加熱爐等。天然氣從井中采出時(shí), 常常具備一定的溫度, 該溫度下水合物一般難以形成。但天然氣經(jīng)集氣管線送往集中處理站時(shí), 一方面由于流經(jīng)井口的 節(jié)流閥產(chǎn)生焦耳- 湯姆遜效應(yīng)使氣流溫度降低, 一方面由于流經(jīng)集氣管線有散熱損失, 使氣流進(jìn)一步冷卻。在井口至天然氣集氣站的管道輸送過(guò)程中, 溫降有時(shí)非常大, 加熱的目的是保持整段管線溫度不致形成水合物。產(chǎn)品：SADP露點(diǎn)儀|在線露點(diǎn)儀| 肖氏露點(diǎn)傳感器|肖氏露點(diǎn)儀|頂空分析儀|藥品殘氧儀|壓縮空氣露點(diǎn)儀|Mocon透氧儀|膜康透濕儀|PBI頂空分析儀|露點(diǎn)儀品牌|露點(diǎn)儀價(jià)格|露點(diǎn)儀批發(fā)|Hitech氧氣分析儀|Hitech熱導(dǎo)氣體分析儀|Hitech氫氣分析儀|露點(diǎn)儀廠家

特別是, 有些凝析氣田在該段距離油氣混輸, 為了保證油中的蠟不致結(jié)晶, 往往采取加熱的方式。套管換熱器適用于傳熱面積較小的場(chǎng)合。雖然其占地較其它管殼式換熱器所需面積大, 但由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 制造方便, 管程可流通高壓介質(zhì), 天然氣流通內(nèi)管可以采用與集輸管線相同材質(zhì)和相同直徑的管子, 因而在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較多。天然氣脫水工藝及英國(guó)肖氏公司進(jìn)口水露點(diǎn)儀測(cè)試注意事項(xiàng)一般傳熱結(jié)構(gòu)采用內(nèi)外管式, 內(nèi)管通過(guò)需加熱的天然氣, 外管通過(guò)熱蒸汽。水套加熱爐是目前氣田集輸系統(tǒng)中應(yīng)用較廣的天然氣加熱設(shè)備。它不象套管換熱器需要配備的蒸汽鍋爐和蒸汽管線。由于水套爐是用熱水在常壓下對(duì)管線進(jìn)行加熱, 因而易于操作和控制, 也更安全。如美國(guó)OH 公司生產(chǎn)的水套加熱爐采用空氣自動(dòng)控制調(diào)節(jié)器, 控制加熱爐過(guò)?？諝? 剩空氣系數(shù)內(nèi)加翅片狀水管, 或在煙管內(nèi)設(shè)置循環(huán)水盤(pán)管, 控制 排煙溫度, 并作加熱爐保溫, 熱效率可達(dá)85%以上。我國(guó)目前水套爐熱效率可達(dá)80%, 但還應(yīng)在自動(dòng)制、燃料氣調(diào)節(jié)、排煙溫度控制及熄火自動(dòng)保護(hù)等方面配套完善, 使其小型撬裝化。 2 工藝處理 降低天然氣水露點(diǎn)的工藝處理措施是對(duì)天然氣脫水, 通過(guò)脫除天然氣中的水蒸氣, 使其露點(diǎn)達(dá)到一定要求。天然氣脫水工藝及英國(guó)肖氏公司進(jìn)口水露點(diǎn)儀測(cè)試注意事項(xiàng)脫水的方法有冷卻法、吸收法和吸附法。 ( 1) 低溫分離法被水飽和的天然氣在溫度降到水的露點(diǎn)以下時(shí), 天然氣中的飽和水汽就會(huì)冷凝成液相水析出( 天然氣在新的條件下仍被水飽和) , 在分離走液相水的情況下, 提高溫度或降低壓力, 天然氣就會(huì)變成不被水飽和的狀態(tài), 從而降低了它的汽相含水量, 這就是低溫脫水的原理。工藝上常見(jiàn)加注抑制劑的低溫分離法, 如圖1 所示。預(yù)冷后的進(jìn)料氣經(jīng)過(guò)節(jié)流閥時(shí)產(chǎn)生焦耳- 湯姆遜效應(yīng), 溫度進(jìn)一步降低。在低溫分離器中, 冷干氣與富乙二醇和液烴分離后, 在氣/氣換熱器與進(jìn)料氣換熱。復(fù)熱后的干氣作為商品氣進(jìn)入管道向外輸送。低溫分離器一般在高壓與低溫下操作, 其操作溫度即為冷干氣在該高壓下的露點(diǎn)。由于此溫度遠(yuǎn)低于干氣在管道中輸送時(shí)可能出現(xiàn)的*低溫度, 因此, 就可防止在輸氣管道中形成水合物。在天然氣處理工藝中, 回收凝液常常需要?jiǎng)?chuàng)造低溫的條件, 可以附帶達(dá)到脫水的目的。

( 2) 溶劑吸收脫水法 溶劑吸收脫水主要用于使天然氣水露點(diǎn)符合管輸要求的場(chǎng)合, 一般建在集中處理站( 濕氣來(lái)自周?chē)鷼饩蚣瘹庹? 、輸氣首站內(nèi)或天然氣凈化廠脫硫裝置的下游。它是利用某些液體物質(zhì)不與天然氣中的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng), 只對(duì)水有很好的溶解能力, 溶水后蒸氣壓很低且可再生和循環(huán)使用的特點(diǎn), 將天然氣中水汽脫出。此外, 這些脫水吸收劑對(duì)天然氣中的水蒸氣有很強(qiáng)的親和能力, 熱穩(wěn)定性好, 粘度小, 對(duì)天然氣和液烴的溶解度較低, 起泡和乳化傾向小, 對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕性, 同時(shí)價(jià)格低廉, 容易得到。工藝上常用的脫水吸收劑是甘醇類(lèi)化合物( 二甘醇DEG 和三甘醇TEG) 和氯化鈣水溶液。在實(shí)際中, 由于三甘醇脫水露點(diǎn)降大、成本低和運(yùn)行可靠, 經(jīng)濟(jì)效益較好, 因此得到更廣泛的應(yīng)用。三甘醇脫水工藝主要由吸收和再生兩部分組成,。含水天然氣( 濕氣) 先經(jīng)過(guò)進(jìn)口分離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)各塔板, 與自塔頂向下流的貧甘醇液逆流接觸吸收天然氣中的水汽。經(jīng)脫水后的天然氣( 干氣) 自塔頂流出。吸收了水分的甘醇富液自塔底流出, 與再生后的貧甘醇液換熱, 再經(jīng)閃蒸、過(guò)濾后進(jìn)入再生塔再生。流程中設(shè)置的閃蒸罐可使部分溶解到富甘醇溶液中的烴類(lèi)氣體在閃蒸罐中分出。富甘醇在再生塔中提濃和冷卻后, 流入儲(chǔ)罐內(nèi), 供循環(huán)使用。吸收塔內(nèi), 氣體和液體以逆流接觸吸收的方式實(shí)現(xiàn)了傳熱和傳質(zhì)的過(guò)程, 保證了塔頂出口的天然氣的脫水程度, 也使甘醇貧液塔底的含水量達(dá)到*大值, 從而充分利用了甘醇的脫水能力。有文獻(xiàn)資料證實(shí), 甘醇脫水裝置可將天然氣中的水含量降低到0.008g/m3。如果有貧液氣提柱, 利用氣提氣進(jìn)行再生, 天然氣中的水含量甚至可降低到0.004g/m3。 ( 3) 固體吸附脫水法 固體吸附脫水法是利用某些固體物質(zhì)表面孔隙可以吸附大量水分子的特點(diǎn)來(lái)脫除天然氣中的水分。脫水后天然氣水含量可將至1mg/L, 這樣的固體物質(zhì)有硅膠、活性氧化鋁、分子篩等。天然氣脫水工藝及英國(guó)肖氏公司進(jìn)口水露點(diǎn)儀測(cè)試注意事項(xiàng)這些固體吸附劑被水飽和后, 易于再生, 經(jīng)過(guò)熱吹脫附后可多次循環(huán)使用。特別是有些情況下不適宜采用溶劑吸收脫水, 比如天然氣是酸氣、冷凍溫度低于- 34℃的天然氣加工、同時(shí)脫水和脫烴來(lái)滿足水露點(diǎn)和烴露點(diǎn)的要求, 這時(shí)固體吸附脫水就顯示出其*性。在實(shí)際的生產(chǎn)中, 吸附法脫水主要用于天然氣凝液回收、天然氣液化裝置中的天然氣深度脫水, 防止天然氣在低溫系統(tǒng)中產(chǎn)生水合物堵塞設(shè)備和管道。

目前用于天然氣的吸附脫水裝置多為固定床吸附塔( 或稱(chēng)干燥塔) 。為保證裝置連續(xù)操作, 至少需要兩個(gè)吸塔。工業(yè)上經(jīng)常采用雙塔或三塔流程。在雙塔流程中, 一個(gè)塔進(jìn)行脫水操作, 另一個(gè)塔進(jìn)行吸劑的再生和冷卻, 兩者輪換操作。在三塔流程中, 一般是一塔脫水, 一塔再生, 另一塔冷卻。分子篩因?yàn)榫哂泻芎玫倪x擇吸附性、高效吸附性能和高溫脫水性能, 所以常常成為優(yōu)選的固體吸附劑。下面我們就以分子篩作吸附劑的雙塔流程來(lái)說(shuō)明體吸附脫水的工藝原理, 圖3 是分子篩吸附脫水原理流程圖。圖3 中,原料氣自上而下流過(guò)吸附塔,吸附操作 進(jìn)行到一定時(shí)間后,進(jìn)行吸附劑再生.再生氣可以用干氣或原料氣, 將氣體在加熱器內(nèi)用蒸汽或燃料氣直接加熱到一定溫度后,進(jìn)入吸附塔再生。當(dāng)床層出口氣體溫度升至預(yù)定溫度時(shí)再生完畢。當(dāng)床層溫度冷卻到要求溫度時(shí)又可開(kāi)始下一循環(huán)的吸附。吸附操作時(shí), 氣體從上而下流動(dòng), 使吸附劑床層穩(wěn)定和氣流分布均勻。再生時(shí), 氣體從下向上流動(dòng), 一方面使靠近進(jìn)口端的被吸附的物質(zhì)不流過(guò)整個(gè)床層, 還可使床層底部干燥劑得到*再生, 從而保證天然流出床層時(shí)的干燥效果。吸附法的*大優(yōu)點(diǎn)是脫水后的干氣露點(diǎn)可至- 100℃, 相當(dāng)于水含量為0.8mg/m3。 3 管道輸送由于種種原因, 在天然氣進(jìn)入長(zhǎng)輸管道之前, 總是含有飽和水汽。管道中有時(shí)掃線不*有游離水,或者飽和水汽在高壓低溫環(huán)境下冷凝出液態(tài)水, 誘使天然氣生成水合物。通常, 管道中的壓力是不容易降低的, 相反, 為了輸送的目的, 往往還要加壓。于是一般要求埋地輸氣管道所輸送的天然氣的水露點(diǎn)溫度比輸氣管道埋深處的土壤溫度低5℃左右。但即使這樣在實(shí)踐中也并不能排除水合物的生成, 于是就必須設(shè)法抑制。 ( 1) 管線加熱 通過(guò)對(duì)管線加熱, 使體系溫度高于系統(tǒng)壓力下的水- 水合物- 氣三相平衡溫度, 水合物受熱分解,避免管線堵塞, 常見(jiàn)的作法是鋪設(shè)電加熱帶, 加電量由熱負(fù)荷、管線材料和管線長(zhǎng)度決定。此種方法的難點(diǎn)是很難定位水合物堵塞的位置, 當(dāng)找到水合物堵塞的位置開(kāi)始加熱時(shí), 必須從水 合物塊的兩端向中間逐漸加熱, 以免由于水合物的分解而致使壓力、溫度急劇增加, 造成管線破裂甚至水合物的噴發(fā)。分解產(chǎn)生的自由水必須除去, 否則由于水中包含大量的水合物剩余結(jié)構(gòu), 水合物會(huì)很容易再次生成。另外, 電加熱中的電流變化還會(huì)引起腐蝕問(wèn)題, 需要對(duì)加熱的管線進(jìn)行犧牲陽(yáng)極保護(hù)。 ( 2) 降低壓力 前面分析了, 通過(guò)降低體系壓力來(lái)控制水合物的生成在實(shí)踐中不容易實(shí)現(xiàn), 是需要以犧牲其它為條件的。降壓控制有三種極限情況: 等溫降壓, 壓力十分緩慢地降低; 等焓降壓, 壓力迅速降低, 不發(fā)生熱傳遞; 等熵降壓, 壓力通過(guò)理想膨脹機(jī)降低, 不發(fā)生熱傳遞。實(shí)際的降壓過(guò)程通常介于等溫和絕熱之間。降壓操作*好在水合物堵塞塊兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行,以維持兩側(cè)的壓力平衡。如果僅僅降低一側(cè)的壓力是非常危險(xiǎn)的。因?yàn)榇藭r(shí)堵塞的水合物塊會(huì)碎解成堅(jiān)硬如冰的小塊, 它們?cè)诠艿纼?nèi)高壓側(cè)壓力的推動(dòng)下, 將以*的速度流向低壓側(cè)。當(dāng)其撞擊到彎頭或流元件時(shí), 就會(huì)使管子損壞, 甚至使埋地管線露出地面, 造成嚴(yán)重事故。 ( 3) 添加抑制劑 通過(guò)向管線中注入熱力學(xué)抑制劑, 破壞水合物的氫鍵, 提高水合物生成壓力, 降低生成溫度, 以此來(lái)抑制水合物的生成。*普遍被使用的天然氣水合物抑制劑是甲醇和甘醇類(lèi)化合物。醇的添加會(huì)影響氣體水合物晶體的形態(tài)及結(jié)晶凝聚特征。天然氣水露點(diǎn)儀技術(shù)對(duì)比及進(jìn)口天然水氣露點(diǎn)分析儀品牌的選擇抑制效果取決于醇注入速率、注入時(shí)間、注入量等參數(shù)。甲醇由于沸點(diǎn)較低, 適宜用于較低溫度的場(chǎng)合, 溫度高時(shí)損失大, 其富液經(jīng)蒸餾提濃后可循環(huán)使用, 但回收就不很經(jīng)濟(jì)了, 而且它具有毒性。甘醇類(lèi)抑制劑( 常用的主要是乙二醇和二甘醇) 無(wú)毒, 沸點(diǎn)較甲醇高, 蒸發(fā)損失小, 一般回收再生后重復(fù)使用, 適宜于處理氣量較大的管線。從工藝上分析水露點(diǎn)高的原因近年來(lái), 隨著塔里木油田天然氣產(chǎn)量的增加和西氣東輸管網(wǎng)的運(yùn)行,天然氣脫水脫烴在油田得到 了廣泛的應(yīng)用, 現(xiàn)采用的天然氣脫水脫烴方式有乙二醇加注及J- T 閥節(jié)流制冷相結(jié)合的脫水、脫烴方式和分子篩脫水、丙烷輔助制冷及膨脹機(jī)制冷相結(jié)合的方式回收輕烴, 這種脫水脫烴方式不但保證了管輸天然氣水露點(diǎn)的合格, 而且回收了大量的輕烴,用來(lái)生產(chǎn)液化氣, 產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。乙二醇加注及J- T 閥節(jié)流制冷相結(jié)合的脫水、脫烴方式常用于天然氣含水較少的貧氣中, 而分子篩脫水、丙烷輔助制冷及膨脹機(jī)制冷相結(jié)合的脫烴方式制冷溫度較低( 為- 89℃) 常用于天氣含水較多的富氣中。這兩種方式成功的應(yīng)用, 為塔里木油田天 氣的加工工藝的選擇提供了較大余地。

1 乙二醇加注及J - T 閥節(jié)流制冷這種制冷方式工藝較簡(jiǎn)單,水露點(diǎn)能達(dá)到- 30℃,但在生產(chǎn)過(guò)程中常存在著當(dāng)制冷溫度達(dá)到- 25℃烴醇分離效果差, 乙二醇損失增加, 主要是當(dāng)制冷溫度達(dá)到- 25℃以下低溫時(shí), 乙二醇水溶液的粘度逐漸變大, 起乙二醇發(fā)泡, 烴醇密度差變小, 烴醇不容易分離, 一部分氧化鋁篩乙二醇會(huì)損失到烴里面, 從而影響乙二醇的回收, 為了減少乙二醇的損失, 常采取提高制冷溫度或加消泡劑的方式來(lái)減少乙二醇的損失, 加的化學(xué)消泡劑常為長(zhǎng)鏈烷基噻吩基酮類(lèi), 但化學(xué)消泡劑的選擇難度較大, 添加甲醇也能起到消泡的作用,但甲醇易揮發(fā), 回收難度較大, 從運(yùn)行成本考慮, 常采取升高制冷溫度和輔助加甲醇的方式。塔里木油田牙哈作業(yè)區(qū)凝析氣處理站的天然氣制冷溫度設(shè)計(jì)為- 36℃, 而現(xiàn)在運(yùn)行的制冷溫度為- 18℃, 從而影響了水露點(diǎn)的進(jìn)一步減低。2 分子篩脫水、丙烷輔助制冷及膨脹機(jī)制冷相結(jié)合的脫烴方式這種制冷方式工藝復(fù)雜, 經(jīng)過(guò)分子篩脫水后的制冷溫度可達(dá)到- 75℃, 水露點(diǎn)可達(dá)到- 90 ℃, 能夠回收大量的輕烴。再生分子篩的再生氣含有大量的水, 為了回收這部分天然氣, 常采用將再生氣冷卻分離部分水后與經(jīng)過(guò)分子篩脫水后的天然氣混合后作 為合格氣一起外輸, 但由于再生氣冷卻脫水溫度較高( 40℃) , 與經(jīng)過(guò)分子篩脫水后的天然氣混合后水露點(diǎn)升高, 從而影響了外輸氣的水露點(diǎn)。塔里木油田桑吉作業(yè)區(qū)吉拉克凝析氣處理站經(jīng)過(guò)分子篩再生后的天然氣的水露點(diǎn)為- 70℃, 再生氣的水露點(diǎn)為27℃, 兩者混合后的水露點(diǎn)為6.7℃, 為了進(jìn)一步降低外輸氣的水露點(diǎn), 對(duì)再生氣工藝流程進(jìn)行了改造,利用裝置余冷, 將再生氣溫度降低到- 15℃, 在降溫前先加注乙二醇, 脫水后的天然氣的水露點(diǎn)可達(dá)到- 30℃, 可作為合格氣滿足管輸?shù)囊? 而乙二醇富液再生后重復(fù)使用。

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