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高含硫天然气集气站三甘醇脱水工艺对比

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  摘要:截止到目前,三甘醇脱水工艺在天然气工业之中比较常见,该项工艺可以对高含硫气田之中的天然气进行脱水处理,避免水合物对其产生影响。本文根据以往工作经验,对典型三甘醇脱水工艺进行介绍,并从工艺流程的改进、脱水工艺对比两方面,论述了高含硫天然气集气站三甘醇脱水工艺研究情况,希望可以对相关工作起到一定帮助作用。
  关键词:高含硫天然气;三甘醇;脱水工艺
  原油以及天然气脱水是整个油气田开发过程中重要组成部分,尤其是在井口天然气开采上,会存在大量饱和水蒸气。当含水量超过一定范围之后,天然气之中的二氧化碳等将会集聚在管道内部,对管道产生腐蚀效果。另外,由于水的存在,管道输送能力将会明显下降,产生大量动力和能源浪费现象。因此,相关部门需要做好天然气水分的脱除工作。
  1 典型三甘醇脱水工艺
  1.1 工艺流程
  在处理过程中,当湿天然气进入到分离器之后,首先进行的是固体杂质分离等操作,完成后,天然气将会前往吸收塔底部,与注入的三甘醇溶液形成接触性脱水,当塔顶天然气经过再次分离后便会继续向外输入。三甘醇富液经过塔底之后,便会进入到闪蒸罐之中,对其中存在的烃类气体进行消除。当上述流程全部完成时,三甘醇富液便会进入到三级过滤,提升三甘醇的温度,经过换热之后,可以为后续吸收和再生操作提供有利条件。除此之外,富甘醇通过再生塔换热后,在泵的作用下,可以在吸收塔之中得到循环应用。
  1.2 工艺模拟
  在三甘醇脱水工艺模拟上,可以通过HYSYS进行。其中,原料气压为7.101MPa,主体温度为40℃,整体处理量可以达到400×104m3/d。从具体模拟结果之中可以看出,闪蒸罐中的三甘醇富液H2S摩尔分数能够达到10.99%,而在闪蒸气中,该类物质的摩尔分数为77.46%,从中可以得到H2S具体的排放速率。在很多国家之中,对H2S气体排放标准有明确的控制标准,而且极为严格。如果再生废气在灼烧之后外排,同样需要面对二氧化硫的排放浓度限制,并对周围环境带来更大影响。因此,整个H2S三甘醇外排方式也会被代替。
  2 高含硫天然气集气站三甘醇脱水工艺研究情况
  2.1 艺流程的改进
  2.1.1 方案一
  由于三甘醇富液之中含有大量的H2S,如果将其直接放入到再生系统之中,由于再生系统温度较高,很容易对管道和设备产生腐蚀效果。再生气和闪蒸气H2S排放速率较高,如果单纯使用焚烧排放,无法与国家标准相符。为此,本研究利用再生气体回收工艺来弥补上述不足,该方案所使用的工艺装置与之前三甘醇处理相同,只是加装了一个压缩装置。在该装置内部,可以实现闪蒸气和再生塔塔顶气体压缩工作,而且整个脱水装置可以实现对上述气体的重复使用。三甘醇富液可以从集液箱中排出,在经过液位控制阀之后进入到闪蒸罐中,将H2S和烃类物质蒸出,利用富液控制阀进行过滤,成功消除机械杂质和降解产物。除此之外,三甘醇贫液经过冷却器冷却之后,可以直接运输到吸收塔上部,实现三甘醇吸收和再循环。由于该方案的作用,闪蒸气和再生气均可以得到回收,避免H2S气体大量进入到空气中。但该项操作系统十分复杂,很容易字在处理时出现泄漏问题,运行成本也较大。由于富液之中存在大量H2S,可能会直接进入到再生系统之中,对管道和设备产生腐蚀。
  2.1.2 方案二
  为了将闪蒸气和再生气的处理问題解决,可以使用三甘醇富液的气提操作。研究人员将下部集液箱之中的三甘醇富液进行提取,与装置下部净化气直接接触,此时,富液之中的很多H2S将会融入到净化气之中,之后返回到原料气管线。此时,塔底富液也会进入到闪蒸罐之中,释放少量H2S和烃类。然后让富液进入到缓冲罐,实现贫液交换操作,这样一来,富液也会进入到精馏柱之中,在重沸器之中得到提浓。
  2.2 脱水工艺对比
  上述方案在改进之后纷纷在工业领域上得到了应用,例如在法国拉克气田之中,使用了TEG富液气提工业,将H2S摩尔分数从14.2%降低到0.8%。从这里也可以看出,低压富液气提脱水工艺效果更好,在降低H2S排放量的同时,避免对周围环境污染。所以说,低压富液气提脱水工艺值得推广。
  3 总结
  综上所述,通过对三甘醇再生工艺的改进操作,可以将再生气污染问题全面解决,让再生废气直接进入到燃料气系统之中,最终实现废物的二次利用。另外,低压富液气提工业具备流程短等特点,可以在实际生产工作之中大范围使用,降低H2S的排放量。
  参考文献:
  [1]吕鹏飞.三甘醇脱水系统工艺参数敏感性分析与参数优化[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(03):177-178.
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