浅谈天然气长输管道常用的干燥方法

浅谈天然气长输管道常用的干燥方法
【摘要】随着天然气管道工业的发展，天然气管道干燥技术必将越来越受到重视，对于各种干燥技术的研究也将越来越深入，管道干燥技术将得到更广泛的应用。

以下概述了目前天然气管道研究中采用的几种干燥技术方法。

【关键词】天然气;输气管道;干燥技术
天然气管道内若有水存在，不仅会引起管内壁和附属设备的腐蚀，使所输产品受到污染，而且在一定温度和压力下天然气将与水结合形成水合物。

水合物大量形成会造成管道堵塞而引发事故，特别是阀门、仪表管路系统等处更容易因水合物的形成而失灵。

避免这些问题的途径是在新管道水压试验后进行干燥，彻底除去管道中的游离水和绝大部分水蒸气，并在投人运行后对所输天然气进行净化，除去其中的水，使其压力露点处于-16～-5℃之间。

１．国内外管道干燥技术发展状况
国外天然气长输管道干燥技术起步很早，发展迅速，干燥方法多样。

目前，国外天然气长输管道常用的干燥方法有干燥剂法、流动气体蒸发法(包括干空气干燥法、氮气干燥法、天然气干燥法)、真空法等。

由于以往对天然气长输管道内液态水的水蒸气危害认识不够，2O世纪9O年代以前建成的天然气长输管道在投产之前不直接进行干燥。

随着长输管道建设水平的提高和大口径、高压、大排量天然气长输管道的兴建，业界才开始认识到干燥的必要性因此天然气长输管道干燥技术在国内起步较晚。

2.天然气长输管道常用干燥方法
2.1干燥剂法
干燥剂干燥法一般采用甲醇、乙二醇或三甘醇作为干燥剂，干燥剂和水可以任意比例互溶，所形成的溶液中水的蒸汽压大大降低，从而达到干燥的目的。

残留在管道中的干燥剂同时又是水合物的抑制剂，能抑制水合物的形成。

在实际应用过程中，采用天然气或N2作为推动力，在2个清管器间夹带一定体积的干燥剂，从而达到彻底干燥的目的，这种方法就是国外常用的两球法。

在两球法的基础上，又发展了三球法。

与两球法相比，三球法能使残留在管内壁的干燥剂的浓度更高，而且干燥剂损耗量更小。

在应用过程中，由于乙二醇或三甘醇的价格高，所以一般选用甲醇作为干燥剂。

但是，甲醇易燃、易爆，而且有剧毒，储存运输要求较高，容易对环境造成污染和发生安全事故。

因此，随着工业生产对环境重视程度的不断提高，干燥剂干燥法的应用受到一定限制。

2.2流动气体蒸发法
流动气体蒸发法的原理是流动的干燥气体在管道里与残留在管内壁及低洼
处的水接触后使水蒸发进而达到干燥的目的。

这种气体可以是干燥的空气、N2或天然气，所以流动气体蒸发法又可以分为干空气干燥法氨气干燥法、天然气干燥法。

2.3干空气干燥法
干空气干燥法早在20世纪80年代初就被国外采用，世界各地的各种类型天然气长输管道都有采用该法进行干燥的实例，并且一直沿用至今。

利用干空气对管道进行干燥是世界上天然气管道干燥最普遍的方法，此法在国内的应用也越来越多。

干空气干燥的原理:
干空气干燥法是用干燥空气低压进入管道内进行吹扫，利用低露点空气对水分的吸附能力。

达到对管道进行干燥的目的。

在理想状态下。

管道内的水会被低露点的干燥空气吸附，并被后面的干燥空气吹出管道。

当干空气在管道中流动时，低露点的干空气很快会吸湿至饱和，但随着空气在管道中的继续流动，压力逐渐下降，压力下降又会促使空气的吸水饱和浓度增加，于是空气流将继续吸水，直至最终从管道末端排出。

但在实际应用中，干空气不可能完全将已吸附水分的湿空气吹出管道。

尽管这种干燥方法的干燥效率并不高，但对于变径管道和无法使用清管器的管道，采用干空气进行管道干燥是一种可行的施工方法。

当使用干空气进行干燥时，要使干燥时间最短就要用尽可能干的热气体，在尽可能弱的压力下且气体流量尽可能地大。

另外，管道中水的分布状态也会影响干燥效果和时间，因此在管道内间隔一定时间使用泡沫清管器，以便更好地摊开残留在管道内的水。

当然干燥时间最短不一定最经济，应综合考虑影响干燥时间的主要因素，控制其在一个合理的范围内才是较佳的选择。

2.4真空干燥法
真空干燥法是在控制条件下应用真空泵，通过减小管内压力而除去管内自由水的方法。

其原理是创造与管内温度相应的真空压力，以使附着在管内壁上的水分沸腾汽化。

真空干燥法的原理:真空干燥法的原理是利用水的沸点随压力降低而降低的特点，当压力降到一定程度时，水就会在低温下沸腾而蒸发。

常用的做法是：用真空泵抽吸密闭容器内的气体，当压力降低到与环境温度对应的饱和水蒸气压时，液态水就会在常温下沸腾蒸发，水蒸气被真空泵抽出，达到干燥的目的。

真空干燥法在2O世纪8O年代初开始应用。

该方法适合于海底、江底、河底等区域管道的干燥，特别适合于小口径、短距离、明水少的管道干燥，空气可以任意排放，无毒无味，不燃不爆，无安全隐患；对地层温度较高的管道有特殊的效果；既适用于陆地道，也适用于海底管道；受管径、管道长度的影响相对较小；干燥成本低；易与管道建设和水压试验相衔接。

在真空干燥过程中，选用合适功率的真空泵而保持抽真空的速度不致太快是一个非常重要的问题。

因为水在蒸发时需从管道内壁吸热，管壁损失的这部分热量将从周围环境中吸热补充。

如果抽真空的速度太快，将导致蒸发吸热的速度远大于管道从周围环境中吸热的速度，这时管内温度将下降，严重时将导致管道内壁结冰。

但管道所处的地温较高时，这个问题就不会有太大影响。

2.5氮气干燥法
氮气干燥法是利用流动的氮气带走管道内残留水分来达到干燥目的，氮气一般由液氮汽化得到。

氮气干燥法的优点是：氮气的含水量很低(标准大气压下露点低于一7O℃)，因此比干空气法干燥管道效果更好、速度更快。

氮气干燥法的缺点是：氮气耗量较大，购买液氮和将其运往工地的费用很高；氮气排放量太大，存在安全隐患，易造成排放口周围人员窒息死亡事故。

另外，将液氮转化为氮气时，还需要液氮汽化装置。

这种方法通常用于干燥地处工业园区的管道、输送酸性天然气的管道或海上输气主管道的海上平台和陆上工艺支线管道。

因为输送酸性天然气管道要求的露点很低(标准大气压下低于一50℃)，采用其它干燥方法很难达到要求。

2.6净化天然气干燥法
该法与干空气干燥法类似。

不同的是，干燥介质采用的是干燥的天然气，并且不分段，将脱水处理后的低露点天然气输入管道，吸收水分并随天然气一起带出管道。

该法虽然进气早，但是干燥期很长，并且生成水合物的可能性相当大，对于海上天然气管道的干燥处理不适用。

3.总结
国外天然气管道干燥技术发展已经比较成熟，而对于我国来说，这项技术才刚刚起步，面临许多问题。

随着天然气管道工业的发展，天然气管道干燥技术必将越来越受到重视，我们对于各种干燥技术的研究也将越来越深入，管道干燥技术必将会走到时代的前面，管道干燥技术将得到更广泛更好的应用。

【参考文献】
［１］常景龙，苏红春，张黎霞等．新建天然气管道的除水与干燥技术．油气储运，2001，20(12)：5－14．
［２］袁克峰，崔慧娟，叶树满等．变径清管器在西一联管线上的应用．管道技术与设备，2005，(2)：42．。