三甘醇脱水工艺流程流程图课程设计报告
三甘醇_TEG_脱水系统的选材设计概要

第22卷第4期2008年8月全面腐蚀控制TOTAL CORROSION CONTROLVol.22 No.4Aug. 20081概述水是天然气从采出至消费的各个处理加工步骤中最常见的杂质组分,且其含量经常达到饱和。
冷凝水的局部积累将限制管道中天然气的流率,降低输气量,而且水的存在使输气过程增加了不必要的动力消耗;液相水与CO2或H2S接触后会生成具有腐蚀性的酸,H2S不仅导致常见的电化学腐蚀,它溶于水生成的HS-还会促使阴极放氢加快, HS-阻止原子氢结合为分子氢,从而造成大量原子态氢积聚在钢材表面,导致钢材氢鼓泡、氢脆及硫化合物应力腐蚀开裂(SSC;湿天然气中经常遇到的另一个麻烦问题是,其中所含水分和小分子气体及其混合物可在较高的压力和温度高于0℃的条件下,形成一种外观类似于冰的固体水合物。
因此,天然气一般都应先经脱水处理,使之达到规定的指标后才能进入输气干线。
我国强制性国家标准规定:在天然气交接点的温度和压力条件下,天然气的水露点应比最低环境温度低5℃。
在CO2或H2S存在的情况下,目前海洋工程设计过程中认为只有当水露点比最低操作温度低10℃时介质不具有腐蚀性。
甘醇类化合物具有很强的吸湿性,其水溶液冰点较低,故广泛应用于天然气脱水。
最初应用于工业的是二甘醇(DEG,上世纪50年代后主要采用三甘醇(TEG,其热稳定性更好,容易再生,蒸气压也更低,且相同质量浓度下TEG可达到更大的露点降,而且TEG的毒性很轻微,沸点较高,常温下基本不挥发,故使用时不会引起呼吸中毒,与皮肤接触也不会造成伤害。
因此,TEG 脱水方法是天然气工业中应用最普遍的方法。
2 TEG脱水系统的工艺流程如图1[1]所示,TEG脱水装置主要包括2部分:天然气在压力和常温下脱水;富TEG溶液在低压和高温下再生(提浓。
此图所示流程包括了若干优化操作方面的考虑,如以气体—TEG换热器调节吸收塔顶温度,以分流(或全部富液换热的方式控制进入闪蒸罐的富液温度,以干气汽提提高贫TEG的浓度,以及设置多种过滤器等。
三甘醇脱水教学提纲

To Closed Drain
Particulate Fபைடு நூலகம்lter
Carbon Filter
Lean/Rich TEG Exchanger
Rich/Lean TEG Exchanger
TEG Circulate Pump
Lean TEG
6
6
入口过滤分离器图
7
TEG接触塔图
1. 天然气进口导流板 进口导流板是离心式的,它的作用是分散流体,吸 收或控制液体的动量。湿天然气进入塔后,经过进 口导流板,使流体的动量转到切向流路,流体环绕 容器壁流动,产生离心力作用,重力使离开入口装 置的流体产生初分离。 2. 烟囱塔盘 湿天然气经入口导流后向上流动,并沿烟囱塔盘的 烟囱通道上升至第一层填料。烟囱状的通道有利于 气体扩散,顶部的帽便于气体中的杂质以冷凝的形 式分离出去。 3. 规整填料 接触塔从下到上共设置12 层整床高填料和2 层半床 高填料,填料材质为316SS不锈钢,上下填料支撑 材质也为316SS 不锈钢。 4. 顶部捕雾器 为了减少天然气中携带液体,在接触塔顶部装有捕 雾器。捕雾器为丝网型,6″厚,材料为316SS 不锈 钢,可拆卸。 5. 贫甘醇进口分配器 贫甘醇进口分配器主要是将进入接触塔的贫甘醇分 配均匀,使贫甘醇与湿天然气均匀充分的接触。
13
三甘醇再生系统各设备
加热炉
加热器实际上是一
种带蒸发空间的卧式换
热器。这种换热器的特
点是气体流向好,加热
管束高度较低。 由于
三甘醇溶液和水的沸点
相差很大,且不生成共
沸物,较易分离,加热
器通常为卧式容器,采
精馏柱
用釜式结构,一般采用
由吸收塔来的富甘醇在再生塔精馏柱和重沸器内进行 火管直接加热、水蒸气
天然气三甘醇脱水系统工艺技术

总结 如 下
回 收利 用
:
¹ 加 热 炉 燃 烧 器 宜 选 用 正 压 鼓风 式燃 烧 器
较 大地 提高 了 加热 炉的 热 效率
,
,
可提 高加 热 炉的 热 效 率 ; º 再 生 塔 顶 水蒸 气 中 的轻 烃 宜
,
压站 三 甘醇 脱 水 系 统为 例
温度 为 2 2 ℃ 0
用 负压 引风 式 燃 烧 器
,
烟道
既 有经济 效 益 又 有 社 会效 益 ; » 甘醇 循 环 泵
,
改 用 正 压 鼓风 式燃 烧 器 后
,
烟道 温 度 可
,
宜 设 置 在两 级换热 器 之 间
最 大 限度 地 回 收 贫 三 甘 醇余
,
达37 ℃ 0
,
这说 明 采 用正 压 鼓 风 式燃 烧 器 可 较 大 地 提 高
。
热
,
进入 天然气 脱水塔
如果 考 虑减 少 能耗
,
加大 热垦 回 收
,
为要 求净 化后 天 然 气 中 含 水量 的 多少
,
也 就 是天 然 气 水
。
必 须 增 加换 热器面 积 象
,
但 是 这 样会 造 成贫 三 甘醇 进 泵 阴
,
对 于天 然 气 深 冷 分 离装 置 要 求 天然 气 水 露
通 常使 用 分 子 筛 吸 附脱 水 工 艺
用天 然气 明 火 加 热 炉
甘 醇 加热 炉 一 般 采
所
。
醇损 失量 大大 增 加 损失 量大 幅 度 降低 杂质 堵塞 丝 网
的 情况 下
, ,
在 对 该塔 改 造 时
采用 了 高效 不 锈
某三甘醇天然气脱水工艺设计——甘醇循环量计算

某三甘醇天然气脱水工艺设计——甘醇循环量计算三甘醇天然气脱水工艺设计,甘醇循环量计算:在三甘醇天然气脱水工艺设计中,甘醇循环是实现脱水过程中非常重要的一步。
甘醇循环的目的是通过回流部分甘醇来提高脱水效率,并保持稳定的操作条件。
甘醇循环量的计算是基于工艺设计和经济效益的考虑。
为了实现高效的脱水过程,需要考虑以下几个因素:溶液中甘醇的浓度、天然气进料流量、甘醇溶解气体的量、脱水效率要求等。
首先,我们需要确定甘醇浓度的目标范围。
一般情况下,甘醇浓度的选择范围可以在15%~30%之间。
根据实际情况,可以选择一个合适的甘醇浓度。
接下来,根据天然气进料流量和气体中的甘醇含量来计算甘醇的需求量。
甘醇的溶解能力是有限的,所以需要根据气体中甘醇的含量来计算需要的甘醇量。
一般情况下,需要根据气体中甘醇含量的测试结果来确定甘醇需求量。
然后,我们需要根据脱水效率要求来确定甘醇循环的量。
脱水效率要求是根据甘醇和水的相互作用来确定的。
一般情况下,脱水效率可以通过调节甘醇的浓度和循环量来实现。
如果脱水效率较高,甘醇的循环量可以相对较低。
最后,我们需要计算出合适的甘醇循环量。
根据前面的计算结果,我们可以确定甘醇的需求量和脱水效率要求,进而计算出合适的甘醇循环量。
甘醇循环量的计算不仅需要考虑到工艺要求,还要考虑到经济效益。
甘醇循环量过大,将增加能耗和成本,甘醇循环量过小则可能导致脱水效果不理想。
在具体计算甘醇循环量时,可以参考以下公式:甘醇循环量=甘醇流量×(脱水效率要求/甘醇浓度)其中,甘醇流量可以通过气体进料流量和气体中的甘醇含量来计算。
在三甘醇天然气脱水工艺设计中,甘醇循环量的计算是非常重要的一步。
通过合理计算甘醇循环量,可以达到高效脱水的目标,并保持稳定的操作条件。
同时,根据甘醇循环量的计算结果,还可以评估工艺的经济效益和可行性。
因此,在工艺设计过程中,需要仔细考虑甘醇循环量的计算。
天然气三甘醇脱水工艺

天然气三甘醇脱水工艺摘要:天然气必须经过脱水处理,达到GB17820—2018《天然气》规定的管输天然气指标后,方可进行管输。
常用的天然气脱水工艺主要有三种:溶剂吸收法脱水、吸附法脱水和低温法脱水。
海洋平台多采用甘醇吸收法脱水和低温法脱水来控制海底管道中天然气的水露点。
其中,三甘醇吸收脱水因具有能耗小、操作费用低、占地面积小等优点,在海上平台应用比较广泛。
三甘醇脱水工艺作为一种成熟且常用的天然气处理工艺,其流程及设备基本已经固化。
对目前渤海油田某海上平台所使用的三甘醇脱水装置进行分析后,发现三甘醇脱水装置仍有进一步优化的可行性。
通过优化工艺流程和设计参数,替代高投资的板壳式换热器,可实现降本增效。
关键词:天然气;三甘醇;脱水系统;工艺;技术引言我国是能源消费大国,能源消费较低,石油和天然气严重依赖于外部,现有能源结构面临着巨大的环境压力,迫切需要能源转换和能源优化,未来30年,天然气和非再生能源的状况将大幅改善,中国的能源消费正在发生质的变化,因为天然气是丰富、清洁、高效、可获得、可接受的良好能源,支持天然气开发和天然气改革是推动我国生产和燃料消费革命的关键步骤。
1三甘醇脱水系统工艺技术的主要内容目前,最常用的方法仍是溶剂吸收法脱水,其吸收原理是采用一种亲水的溶剂与天然气充分接触,使水传递到溶剂中从而达到脱水的目的。
利用甘醇进行吸收脱水,投资少,压降小,可连续操作,且补充甘醇容易,再生脱水需要的热量少,脱水效果好.迄今为止,在天然气脱水工业中已经有四种甘醇被成功应用,分别是乙二醇(EG)、二甘醇(DEG)、三甘醇(TEG)和四甘醇(TREG)。
其中三甘醇脱水具有再生容易,贫液质量分数高(可达98%-99%),露点降大,运行成本低等特点,因此得到了广泛应用。
2存在问题三甘醇富液在流出吸收塔时,需经过调节阀降压,使三甘醇富液压力控制在400kPa左右。
虽然操作压力很低,但为了保证设备及管道的安全性,仍然将吸收塔三甘醇富液出口至闪蒸罐间设备的设计压力与吸收塔的设计压力保持一致,设计压力为8100kPa。
三甘醇脱水装置的工作原理

二、三甘醇脱水装置的工作原理脱水装置原理图如下:1、脱水:自采气井来的天然气含水量为饱和含水量,称湿天然气,湿天然气经吸收塔底管路进入吸收塔。
吸收塔一般为泡罩结构,塔内设约七到八层塔盘,每层塔盘上密布若干个泡罩,塔内结构见吸收塔原理示意图。
在脱水运行时,由三甘醇(下简称甘醇)泵将贫甘醇(在重沸器将水分蒸发掉的不含水甘醇)自塔顶注醇口注入塔内,使每层塔盘上均有特定厚度的甘醇(见图示)。
湿天然气经每个泡罩中心的升气管进入泡罩,被泡罩的罩帽折反向下冲破甘醇液层后向塔顶方向流去,由于甘醇和水有很强的亲和力,在湿天然气流经泡罩和甘醇接触的过程中,湿天然气中的水分就被甘醇吸收,经过塔内七到八层塔盘后,温天然气中的水分就被甘醇吸收自塔顶流出送到外输管网,达到了脱水的目的。
吸收了天然气中水分的甘醇(称富甘醇)在塔内自上向下流动,然后由甘醇泵抽出送入重沸器加热再生,蒸发掉水分后又由甘醇泵注入塔内,不断地循环,使脱水连续地进行。
2、三甘醇再生:天然气脱水装置甘醇的再生是该装置的主要工艺,甘醇再生通过加热重沸实现。
自塔底抽出的富甘醇(含水甘醇)由甘醇泵输送入重沸器,经重沸器的燃烧温控系统加热到200℃(±1.5℃),在200℃时甘醇中的水分被蒸发掉,使甘醇还原到不含水甘醇称贫甘醇,经换热降温后再由甘醇泵注入吸收塔作为脱水媒质。
在脱水装置运行中,甘醇处于在吸收塔内吸收水分-在重沸器中再生-再进入吸收塔的不断循环过程中。
3、开米尔泵:开米尔泵是脱水装置能撬装化和在没有电源的条件下使脱水装置运行的关键设备。
该泵能利用塔底富甘醇的高压能量作动力(降压)的同时将贫甘醇注入吸收塔内。
开米尔泵由美国进口,性能稳定可靠。
4、自控仪表:脱水装置的关键控制回路采用基地式气动控制仪表。
控制仪表气源来自脱水后的天然气经降压取得。
采用美国FISHER和KIMRY公司的基地式气动控制器对脱水塔压力、闪蒸罐液位、重沸器温度等工艺参数进行控制。
三甘醇脱水工艺流程
三甘醇脱水工艺流程
《三甘醇脱水工艺流程》
三甘醇脱水作为一种重要的化工工艺,在化工行业中有着广泛的应用。
三甘醇脱水工艺流程是指将三甘醇中的水分去除,使其纯度提高的一系列操作步骤。
下面我们就来了解一下三甘醇脱水工艺流程的相关知识。
首先,三甘醇脱水工艺的第一步是预处理。
预处理的主要目的是将原材料三甘醇中的杂质去除,以保证后续操作的顺利进行。
通常采用蒸馏或吸附等方法进行预处理。
接着是蒸馏。
将预处理后的三甘醇置于蒸馏设备中进行加热,使其中的水分和其他挥发性成分蒸发,然后通过冷凝器进行冷凝并收集。
通过蒸馏操作,可以将三甘醇中的水分去除,提高其纯度。
蒸馏后的三甘醇还需要进行干燥处理。
在工业生产中,通常采用吸附剂或分子筛等材料进行干燥处理,以去除三甘醇中的残留水分。
最后是精馏。
精馏是为了进一步提高三甘醇的纯度,通常采用精馏塔进行操作。
通过精馏操作,可以获得高纯度的三甘醇产品。
总的来说,三甘醇脱水工艺流程包括预处理、蒸馏、干燥和精馏等步骤。
这些步骤相互配合,最终实现了将三甘醇中的水分
去除,提高其纯度的目的。
三甘醇脱水工艺流程在化工行业具有重要的应用意义,为生产高品质的三甘醇产品提供了重要的技术支持。
管道及壁厚设计-方茂洲
2三甘醇脱水工艺流程设计...................................................................................................3
2.4.1天然气组成
表2.1天然气组成
组成
体积分数(%)
97.816
0.569
0.111
0.022
0.034
0.015
0.015
0.038
0.976
0.006
0.015
0.087
0.000
0.296
合计
100.00
2.4.2原料气参数
表2.2原料气参数表
原料气处理量
原料气露点
原料气压力
相对分子量
相对密度
干气
2
276.875
10
4#
富甘醇
富甘醇
0.18
0.737
1
5#
泵加压前贫液
贫甘醇
0.18
0.716
1
6#
泵加压后贫液
贫甘醇
6
0.716
1
2.5 计算过程
气体速度 均取 10m/s
液体速度 均取 1m/s
管线内径: (2.51)
式中, -管子内径,m
-管内气(液)体流速,气体流速取10m/s
液体流速取1m/s
本报告根据提供的课程设计任务书,进行三甘醇天然气脱水工艺的站内工艺管道及壁厚设计。设计中我们通过气体和液体的流速、流量、压力等数据,并根据公式计算管径及壁厚,最后通过选型设计出合适的管道。
三甘醇脱水
1
三甘醇脱水技术是利用三甘醇溶剂在高压常温下将天然气或合成气中的水份 吸收,并在降压和升温的情况下,将水从溶剂中脱出,同时三甘醇获得再生。 技术原理: 湿净化天然气(或合成气)进入脱水装置后,进入脱水吸收塔下部,分离出冷却凝结 出的水后与塔上部进入的TEG贫液在塔内逆流接触,天然气中的部分饱和水被TEG吸收而 脱除。脱水后的天然气自脱水吸收塔顶部出来,经干气-贫液换热器换热并经调压后出装 置。TEG富液从吸收塔下部排出,经三甘醇循环泵至TEG重沸器下部缓冲罐内盘管换热后 进入TEG 闪蒸罐,在约0.5MPa压力下闪蒸出少量的烃类及H2O等,闪蒸后的TEG 富液经 液位控制阀后依次进入TEG 机械过滤器、TEG活性炭过滤器,以除去其中的杂质及降解产 物。然后进入TEG贫富液换热器与热的TEG 贫液换热后,进入TEG富液精馏柱。在TEG 再生系统中,TEG 溶液被提浓。再生后的TEG 贫液经TEG 贫富液换热器降温后进入TEG 循环泵升压,再经干气-贫液换热器进一步冷却后进入脱水吸收塔上部,完成TEG的吸收、 再生循环过程。富液精馏柱顶部排出的气体主要为水蒸气及少量烃类气体,排入火炬系统 或直接排入大气。
2
Hale Waihona Puke 流程图3本案例结束
4
100万方天天然气三甘醇脱水装置工艺设计
100万方天天然气三甘醇脱水装置工艺设计毕业设计(论文)题目100万方/天天然气三甘醇脱水装置工艺设计学生姓名学号教学院系应用技术学院专业年级石油化工生产技术2008指导教师单位西南石油大学辅导教师单位完成日期2011 年06 月05 日摘要天然气是一种烃类混合气体,主要由低分子饱和烃为主的烃类气体与少量非烃类气体组成。
作为井流物的天然气总是被水所饱和的,为了达到商品天然气的管输水露点要求,必须将天然气中的水分脱除到一定的程度。
天然气脱水属于天然气处理内容之一,常用的脱水方法有低温分离脱水、溶剂吸收法脱水和固体吸附法脱水等,其中溶剂吸收法脱水中的三甘醇脱水工艺应用最为普遍。
文章根据天然气站场的原料气条件和脱水要求,综合考虑工艺要求和经济影响,采用三甘醇溶剂吸收法脱水和汽提法再生工艺,借助于流程模拟软件HYSYS 进行模拟计算,通过对三甘醇脱水工艺参数的选择和相关设备尺寸的估算,对整个工艺中的吸收塔进行了物料衡算,对塔高、塔径进行了确定,对塔板各项参数的计算及相关设备的选型,设计出了符合原料气脱水要求及天然气脱水工艺规范的脱水工艺流程及装置。
并通过对工艺方法和工艺参数的详细分析,验证了文章中天然气站场脱水工艺设计的合理性。
关键词:天然气三甘醇脱水再生汽提流程模拟AbstractNatural gas is a kind of hydrocarbon gas mixture, mainly by the low molecular saturated hydrocarbons with small amounts of hydrocarbon gases mainly composed the hydrocarbon gases. As well flow content of natural gas is always water, in order to achieve saturation of commercial natural pipe-conveying water demand, must will dew point the moisture removal of natural gas to a certain extent. Natural gas dehydration belong to one of the natural gas processing content, the commonly used dehydration method has low temperature separation dehydration, solvent absorption dehydration and solid adsorption dehydration etc, which are three of solvent absorption dehydration dehydrate technique glycol are widely used. According to the gas station materials gas conditions and dehydration requirements, comprehensive consideration of the process requirement and economic impact, adopt three deg solvent absorption dehydration and steam latifah regeneration process, HYSYS by process simulation software to simulate calculation, through three deg dehydration process parameter selection and related equipment size for the whole process, estimated the absorption tower, the material balance of tower is high, tower diameter to determine the parameters, calculation of tower board and related equipment selection, design the feedgas dehydration conform with the requirements and gas dehydration process specification dehydration process and equipment. And through the process and the process parameters of a detailed analysis, and verifies the articles in the gas station and the rationality of the design of dewatering process.Keyword:Natural gas three deg dehydration regeneration steam stripping Process simulation目录1 绪论 01.1天然气概述 01.2 天然气的组成与分类 01.2.1 天然气的组成 (1)1.3 天然气的主要用途 (1)1.4天然气净化的目的意义 (1)1.5天然气脱水 (3)1.5.1天然气含水量 (3)1.6天然气水合物 (1)1.6.1 天然气水合物的结构 (1)1.6.2 水合物的生成条件 (1)1.6.3天然气水合物的防止措施 (2)2天然气脱水的工艺 02.1天然气脱水方法 02.2.脱水工艺流程设计 02.2.1脱水装置设计 02.3天然气脱水工艺发展方向 02.3.1天然气膜法脱水 02.3.2天然气超音速法脱水 (2)3脱水工艺计算 03.1原料气及净化气气质 03.1.1原料气 03.1.2脱水后净化气的气质条件 03.2脱水依据 03.2.1 贫三甘醇浓度的确定 03.2.2 三甘醇循环量的确定 (1)3.2.3 吸收塔塔板数的确定: (1)3.3物料衡算 (4)3.3.1 脱水量 (4)3.2.2 三甘醇循环流量 (5)3.2.3 贫三甘醇流量 (5)3.2.4 富三甘醇流量 (5)3.3 吸收塔 (5)3.3.1 直径 (5)3.3.2 泡罩塔板主要结构参数及选用 (7)3.3.3 板面布置 (8)3.3.4 吸收塔高度 03.4 热量衡算 03.4.1 重沸器 03.4.2 贫/富甘醇换热器 03.4.3 气体/贫甘醇换热器 (1)3.5设备计算及选型 (1)3.5.1精馏柱 (1)3.5.2甘醇泵 (1)3.6脱水段数据汇总 (2)4三甘醇脱水影响因素分析 04. 1吸收塔塔盘数对脱水效果的影响 04. 2湿气入口温度对脱水效果的影响 (1)4. 3湿气含水量对脱水效果的影响 (1)4. 4汽提气流量对脱水效果的影响 (2)5总结 0谢辞 (1)参考文献 0附录 01 绪论1.1天然气概述天然气系古生物遗骸长期沉积地下,经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物,具可燃性,多在油田开采原油时伴随而出。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
重庆科技学院课程设计报告学院:石油与天然气工程学院专业班级:油气储运10-3 学生姓名:汪万茹学号: 2010440140设计地点(单位)____ k715 _____ __设计题目:___ 某三甘醇天然气脱水站的工艺设计______ 完成日期: 2013 年 6 月 28 日指导教师评语:______________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________成绩(五级记分制):______ __________指导教师(签字):________摘要天然气还含有气态的水,仅用分离器不能将其分离出来,这些气态水又会在天然气管道输送过程中随着压力和温度的改变而重新凝结为液态水,堵塞、腐蚀管道。
根据实际情况我们选用了三甘醇脱水方法来脱除这部分气态水。
三甘醇脱水工艺包括甘醇吸收和再生两部分。
含水天然气经过三相分离器脱除液态水,然后进入吸收塔与贫甘醇逆流接触后从塔顶流出。
然后富甘醇依次经过再生塔、三甘醇闪蒸罐、过滤器等再生为贫甘醇循环使用。
根据实际情况和石油行业相关的规范和相关的书籍设计出了合理的三甘醇脱水的工艺流程,并用AutoCAD软件绘制了工艺流程图。
关键词:三甘醇;吸收;再生;流程图目录第一章前言 (1)第二章三甘醇脱水工艺设计说明2.1设计概述 (2)2.1.1 三甘醇脱水工艺的主要工作任务 (2)2.2天然气基础资料 (5)2.3设计规范 (6)2.4遵循的规范、标准 (7)第三章工艺流程设计3.1 设计要求 (5)3.2 工艺方法的选择 (5)3.3 所设计工艺流程的特点 (6)3.4 所设计工艺流程简述 (7)3.5 工艺流程中设备参数 (8)第四章总结 (9)1 前言从地层中开采出来的天然气含有游离水和气态水,对于游离水,由于它是以液态水方式存在的,天然气集输过程中,通过分离器就可以将其分离;但是对于气态水,由于其在天然气中是以气态的方式存在,运用分离器不能完成分离。
而这些气态水又会在天然气管道输送过程随着温度压力的改变而重新凝结为液态水。
液态水将会导致天然气水合物的形成和液体本身也会堵塞管路、设备或降低它们的负荷,引发二氧化碳、二氧化硫等酸液的腐蚀,对天然气管道造成很严重的破坏。
因此在输送之前脱除天然气中的水是很必要的。
天然气的脱水方法有很多种,按其原理可以分为低温冷凝法、吸收脱水法和吸附脱水法三种。
吸收法是根据吸收原理,采用一种亲水液体与天然气逆流接触,从而脱除气体中的水蒸气。
用来脱水的吸收剂主要有甲醇、甘醇等。
吸收水分后的溶液蒸汽压很低,且可再生和循环使用,脱水成本低,已在天然气脱水中得到广泛的应用。
三甘醇脱水工艺设计是油气集输工艺设计的重要组成部分,为使其最大限度地满足油气田开发和油气开采的要求,需要做到经济合理、技术先进、生产安全可靠,保证为国家生产符合数量和质量要求的合格天然气产品。
本设计充分考虑集输站站设计工程中可能存在的一些问题,通过大量的计算以及校验,最终制定了集输站三甘醇脱水的设计方案。
2 天然气集输站三甘醇脱水工艺设计说明2.1 设计概述天然气集输站三甘醇脱水工艺设计是天然气集输工艺设计的重要组成部分,为了使其最大限度地满足天然气脱水的要求,设计时应该做到技术先进,经济合理,生产安全可靠,保证为国家生产符合质量要求的合格油气田产品。
2.1.1三甘醇脱水工艺的主要工作任务(1)接收站内输来的气液混合物;(2)进入吸收塔脱水;(3)三甘醇的再生;(4)干气的输出;2.2 天然气基础资料天然气组成表2.2.2原料气处理量21×104m3/d³原料气湿度30~36 ºC原料气压力 2.05~2.25MPa (g)中二类气的技术指标。
产品气参数拟建天然气脱水装置产品气为干净化天然气,该产品气质量符合国家标准《天然气》(GB17820-1999)2.3 设计范根据重庆科技学院油气集输课程设计任务书,设计范围为某三甘醇天然气脱水工艺流程图,并根据实际天然气的组成及基本参数和实际情况设计工艺流程图。
2.4 遵循的规范、标准[1]梁平,王天祥.《天然气集输技术》.石油工业出版社[2] SY/T0076-2008.《油气集输设计规范》[3]曾自强,张育芳.《天然气集输工程》.石油工业出版社[4]SY/T 0076- 2003.《天然气脱水设计规范》[5]GB50350-2005,《油气集输设计规范》[6]SY/T0602-2005.《甘醇型天然气脱水设计规范》3 工艺流程设计3.1设计要求(1)尽可能采用先进设备,先进生产方法及成熟的科学技术成就,以保证产品质量。
(2)“就地取材”,充分利用当地原料,以便获得最佳的经济效果。
(3)所采用的设备效率高,降低原材料消耗及水电气消耗,以使产品成本降低。
(4)经济效益高(5)充分预计生产的故障,以便及时处理,保证生产的稳定性。
(6)充分考虑天然气进料性质、产品质量及品种,生产能力及今后发展。
(7)设计流程尽可能采用循环法,尾气处理符合国家环境排放标准。
3.2 工艺方法的选择对吸收剂的要求表3.2.1根据这些要求目前常用的脱水吸收有甘醇类化合物和氯化钙水溶液。
常用吸收剂方法的比较二甘醇(DEG )、三甘醇(三甘醇)均为乙二醇的缩合物,反应式为:二甘醇三甘醇二甘醇: 沸点:245.0℃; 分解温度:164.4 ℃ 三甘醇: 沸点:287.4℃; 分解温度:206.7 ℃通过上面两个表的比较和二甘醇三甘醇的比较可以得出在天然气脱水工艺中选择三甘醇作为吸附剂优于其他吸附剂。
三甘醇溶液具有热稳定性好、易于再生、吸湿性很高、蒸汽压低、携带损失量小、运行可靠等优点。
三甘醇脱水装置主要分为吸收和再生两部分, 应用了吸收、分离、气液接触、传质、传热和抽提等原理, 露点降通常可达到30 ℃~60℃,最高可达85 ℃。
CH 2CH 2OH OHCH 2CH 2OHOHCH 2CH 2OHO CH 2CH 2OH+H 2OCH 2CH 2OH OHCH 2CH 2OHO CH 2CH 2H 2O3(O CH 2CH 2OH+23.3所设计工艺流程的特点(1)工艺流程简单、技术成熟,与其它脱水法相比具有可获得较大露点降、热稳定性好、易于再生、损失小、投资和操作费用省等优点;(2)采用高效过滤分离器分离原料气中固、液颗粒,减少甘醇污染;(2)在富液管道上设置过滤器,以除去溶液系统中携带的机械杂质和降解产物,保证溶液清洁,防止溶液起泡,有利于装置长周期平稳运行;(4)再生所采用的直接火管加热方法成熟、可靠、操作方便;(5)为了增强天然气脱水装置的适应性,在贫液精馏柱上设有气提气注入,气提气起源使用干气。
3.4所设计工艺流程简述三甘醇脱水工艺流程主要由天然气吸收脱水、三甘醇富液再生两部分组成。
其工艺设备主要有原料气过滤分离器、三甘醇吸收塔、三甘醇闪蒸罐、三甘醇循环泵、三甘醇过滤器、三甘醇再沸器、贫富液换热器等设备。
(1)原料气脱水湿天然气进入原料气过滤分离器,分离固体杂质、游离水等后进入三甘醇吸收塔底部,与吸收塔上部注入的贫三甘醇溶液逆流接触而脱除水分,吸收塔顶部出来的天然气经干气/贫甘醇换热器换热后进入产品气分离器,分离出少量三甘醇溶液后,从干气分离器中分离出的气相小部分做为燃料气补充气,大部分为产品气(2)三甘醇富液再生三甘醇吸收塔底部排出的三甘醇富液与三甘醇再生塔顶部换热后进入三甘醇闪蒸罐,尽可能闪蒸出其中所溶的烃类气体,闪蒸后的三甘醇富液一次经过纤维过滤器和活性炭过滤器,除去甘醇溶液在吸收塔中吸收与携带过来的少量固体、液烃、化学剂及其他杂质,以防止引起甘醇溶液起泡、堵塞再生系统的精馏柱或使再沸器的火管结垢。
过滤后的富三甘醇进入三甘醇换热罐提高三甘醇进三甘醇再生塔的温度,从再生塔中部进料,经三甘醇重沸器加热再生,再生后的三甘醇贫液经三甘醇换热罐和三甘醇后冷器冷却,冷却后的三甘醇贫液由三甘醇循环泵输送到干气/贫3.5工艺流程中设备参数4 结论本次油气集输课程设计我们小组设计任务是某三甘醇脱水工艺设计,本人具体负责工艺流程设计及绘制,在本次设计中本人查阅了大量的资料,并且从熟悉CAD操作到绘制出工艺流程图。
其中,在工艺流程设计中,经查阅资料、小组讨论以及老师指导确定了用三甘醇气提法来脱水的工艺流程。
本次设计的结果,经计算,符合设计要求。
两周的课程设计结束了,在设计过程中与小组同学分工设计,相互合作完成了小组任务。
课程设计是我们专业各种综合知识实际应用的体现,其中不仅体现了学科综合知识的应用还需要我们有很好的团队合作能力。
我们小组在最开始的时候就讨论设计出了基本的工艺流程图,并且把设计任务落实到了每一个人的身上,让每个人都清楚自己设计的内容及从哪些方面着手,这样很好的提高了设计效率。
对本人来说用CAD 绘制工艺流程图是此次设计中最难的,因为之前没有用过CAD。
在极短的时间内自学了一些简单的CAD绘图知识,并且根据使用行业的相关制图规范标准绘制了CAD工艺流程图。
通过本次设计,综合本专业所学的理论基础知识及生产实际知识进行三甘醇脱水工艺设计,培养了和提高了学生的独立思考、应用知识以及团队合作等多方面的能力。
让我们巩固和扩充了油气集输课程的相关知识,掌握了天然气三甘醇脱水设计的方法和步骤,清楚了怎样确定工艺方案,熟悉了一些相关的标准和规范,并且提高了计算机和绘图软件的应用能力。
再次尤为感谢梁平老师,这次工艺流程图从设计到绘制成图每一个环节都离不开您的细心指导。
同时也感谢我们同组的同学,是你们的全力配合和共同努力和无私帮助才使我们很好的完成本次设计。
由于本人设计能力有限,再设计过程中难免出现错误,恳请老师同学们多多指教,我十分乐意接受你们的批评指正,本人将万分感谢。
参考文献[1] 冯叔初,郭揆常.油气集输.第二版.中国石油大学出版社.2006:74-364.[2] GB 50350-2005,油田油气集输设计技术手册.[3] SY/T 0045-1999,油田集输管道施工及验收规范[4]梁平,王天祥.《天然气集输技术》.石油工业出版社[5]SY/T 0076- 2003.《天然气脱水设计规范》[6]SY/T0602-2005.《甘醇型天然气脱水设计规范》。