高含硫天然氣集氣站三甘醇脫水工藝對比

李向?qū)帯」⒔鸩⊥蹑谩∏癖?/p>

摘要：截止到目前，三甘醇脫水工藝在天然氣工業(yè)之中比較常見，該項(xiàng)工藝可以對高含硫氣田之中的天然氣進(jìn)行脫水處理，避免水合物對其產(chǎn)生影響。本文根據(jù)以往工作經(jīng)驗(yàn)，對典型三甘醇脫水工藝進(jìn)行介紹，并從工藝流程的改進(jìn)、脫水工藝對比兩方面，論述了高含硫天然氣集氣站三甘醇脫水工藝研究情況，希望可以對相關(guān)工作起到一定幫助作用。

關(guān)鍵詞：高含硫天然氣;三甘醇;脫水工藝

原油以及天然氣脫水是整個油氣田開發(fā)過程中重要組成部分，尤其是在井口天然氣開采上，會存在大量飽和水蒸氣。當(dāng)含水量超過一定范圍之后，天然氣之中的二氧化碳等將會集聚在管道內(nèi)部，對管道產(chǎn)生腐蝕效果。另外，由于水的存在，管道輸送能力將會明顯下降，產(chǎn)生大量動力和能源浪費(fèi)現(xiàn)象。因此，相關(guān)部門需要做好天然氣水分的脫除工作。

1 典型三甘醇脫水工藝

1.1 工藝流程

在處理過程中，當(dāng)濕天然氣進(jìn)入到分離器之后，首先進(jìn)行的是固體雜質(zhì)分離等操作，完成后，天然氣將會前往吸收塔底部，與注入的三甘醇溶液形成接觸性脫水，當(dāng)塔頂天然氣經(jīng)過再次分離后便會繼續(xù)向外輸入。三甘醇富液經(jīng)過塔底之后，便會進(jìn)入到閃蒸罐之中，對其中存在的烴類氣體進(jìn)行消除。當(dāng)上述流程全部完成時，三甘醇富液便會進(jìn)入到三級過濾，提升三甘醇的溫度，經(jīng)過換熱之后，可以為后續(xù)吸收和再生操作提供有利條件。除此之外，富甘醇通過再生塔換熱后，在泵的作用下，可以在吸收塔之中得到循環(huán)應(yīng)用。

1.2 工藝模擬

在三甘醇脫水工藝模擬上，可以通過HYSYS進(jìn)行。其中，原料氣壓為7.101MPa，主體溫度為40℃，整體處理量可以達(dá)到400×104m3/d。從具體模擬結(jié)果之中可以看出，閃蒸罐中的三甘醇富液H2S摩爾分?jǐn)?shù)能夠達(dá)到10.99%，而在閃蒸氣中，該類物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為77.46%，從中可以得到H2S具體的排放速率。在很多國家之中，對H2S氣體排放標(biāo)準(zhǔn)有明確的控制標(biāo)準(zhǔn)，而且極為嚴(yán)格。如果再生廢氣在灼燒之后外排，同樣需要面對二氧化硫的排放濃度限制，并對周圍環(huán)境帶來更大影響。因此，整個H2S三甘醇外排方式也會被代替。

2 高含硫天然氣集氣站三甘醇脫水工藝研究情況

2.1 藝流程的改進(jìn)

2.1.1 方案一

由于三甘醇富液之中含有大量的H2S，如果將其直接放入到再生系統(tǒng)之中，由于再生系統(tǒng)溫度較高，很容易對管道和設(shè)備產(chǎn)生腐蝕效果。再生氣和閃蒸氣H2S排放速率較高，如果單純使用焚燒排放，無法與國家標(biāo)準(zhǔn)相符。為此，本研究利用再生氣體回收工藝來彌補(bǔ)上述不足，該方案所使用的工藝裝置與之前三甘醇處理相同，只是加裝了一個壓縮裝置。在該裝置內(nèi)部，可以實(shí)現(xiàn)閃蒸氣和再生塔塔頂氣體壓縮工作，而且整個脫水裝置可以實(shí)現(xiàn)對上述氣體的重復(fù)使用。三甘醇富液可以從集液箱中排出，在經(jīng)過液位控制閥之后進(jìn)入到閃蒸罐中，將H2S和烴類物質(zhì)蒸出，利用富液控制閥進(jìn)行過濾，成功消除機(jī)械雜質(zhì)和降解產(chǎn)物。除此之外，三甘醇貧液經(jīng)過冷卻器冷卻之后，可以直接運(yùn)輸?shù)轿账喜浚瑢?shí)現(xiàn)三甘醇吸收和再循環(huán)。由于該方案的作用，閃蒸氣和再生氣均可以得到回收，避免H2S氣體大量進(jìn)入到空氣中。但該項(xiàng)操作系統(tǒng)十分復(fù)雜，很容易字在處理時出現(xiàn)泄漏問題，運(yùn)行成本也較大。由于富液之中存在大量H2S，可能會直接進(jìn)入到再生系統(tǒng)之中，對管道和設(shè)備產(chǎn)生腐蝕。

2.1.2 方案二

為了將閃蒸氣和再生氣的處理問題解決，可以使用三甘醇富液的氣提操作。研究人員將下部集液箱之中的三甘醇富液進(jìn)行提取，與裝置下部凈化氣直接接觸，此時，富液之中的很多H2S將會融入到凈化氣之中，之后返回到原料氣管線。此時，塔底富液也會進(jìn)入到閃蒸罐之中，釋放少量H2S和烴類。然后讓富液進(jìn)入到緩沖罐，實(shí)現(xiàn)貧液交換操作，這樣一來，富液也會進(jìn)入到精餾柱之中，在重沸器之中得到提濃。

2.2 脫水工藝對比

上述方案在改進(jìn)之后紛紛在工業(yè)領(lǐng)域上得到了應(yīng)用，例如在法國拉克氣田之中，使用了TEG富液氣提工業(yè)，將H2S摩爾分?jǐn)?shù)從14.2%降低到0.8%。從這里也可以看出，低壓富液氣提脫水工藝效果更好，在降低H2S排放量的同時，避免對周圍環(huán)境污染。所以說，低壓富液氣提脫水工藝值得推廣。

3 總結(jié)

綜上所述，通過對三甘醇再生工藝的改進(jìn)操作，可以將再生氣污染問題全面解決，讓再生廢氣直接進(jìn)入到燃料氣系統(tǒng)之中，最終實(shí)現(xiàn)廢物的二次利用。另外，低壓富液氣提工業(yè)具備流程短等特點(diǎn)，可以在實(shí)際生產(chǎn)工作之中大范圍使用，降低H2S的排放量。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂鵬飛.三甘醇脫水系統(tǒng)工藝參數(shù)敏感性分析與參數(shù)優(yōu)化[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2018，38（03）：177-178.