三甘醇脫水工藝模擬及脫水效果影響因素

董江勇 顧杰

摘要：在油田當(dāng)中，三甘醇脫水工藝相對(duì)是比較簡單的，因此在油田當(dāng)中具有非常廣泛的應(yīng)用。但是其脫水效果的好壞對(duì)天然氣的運(yùn)輸以及銷售具有非常直接的影響，因此通過對(duì)HYSYS軟件進(jìn)行有效應(yīng)用，對(duì)三甘醇的脫水過程進(jìn)行有效模擬并且對(duì)能夠影響脫水效果的因素進(jìn)行分析，通過對(duì)參數(shù)進(jìn)行合理有效的選擇，可以確保脫水效果是非常好的。在這篇文章中，主要對(duì)三甘醇脫水效果影響因素進(jìn)行分析，其目的就是要將天然氣的脫水效率提升上去，并且將投資成本降低下去，希望給相關(guān)人士一定借鑒參考意義。

關(guān)鍵詞：三甘醇;脫水工藝;HYSYS;脫水效果;影響因素

一、前言

在對(duì)天然氣進(jìn)行運(yùn)輸之前首先應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行必要的脫水操作，其主要目的在于將天然氣當(dāng)中所包含的水分脫除到外輸水露點(diǎn)要求，這樣在對(duì)其進(jìn)行運(yùn)輸過程中就不會(huì)存在非常多的水合物，進(jìn)而不會(huì)對(duì)管道起到任何阻塞。通常情況下，天然氣經(jīng)過脫水操作之后干氣水露點(diǎn)應(yīng)該要比環(huán)境最低溫度低五攝氏度。

目前階段，在對(duì)其進(jìn)行脫水時(shí)候經(jīng)常使用的方法就是三甘醇脫水方法以及分子篩脫水方法。通過利用三甘醇脫水的方法，甘醇的補(bǔ)充過程相對(duì)是比較容易的，并且不需要非常多的再生熱量，并且對(duì)于投資成本而言，也是相對(duì)比較小的，因此三甘醇脫水方法在油田當(dāng)中的應(yīng)用是非常廣泛的。

二、三甘醇脫水工藝流程以及相關(guān)模擬

（一）三甘醇脫水工藝流程

當(dāng)前階段，在對(duì)三甘醇進(jìn)行脫水過程中，主要工藝流程可以分成以下幾個(gè)部分：

（1）首先井流物質(zhì)會(huì)進(jìn)入到三相分離器當(dāng)中進(jìn)行油氣水三者分離，經(jīng)過分離之后，氣體會(huì)進(jìn)入到加熱器當(dāng)中進(jìn)行加熱，然后進(jìn)入到三甘醇吸收塔下面，氣體與三甘醇貧液進(jìn)行逆流接觸，并且通過氣體以及液體傳質(zhì)，這樣就可以將氣體當(dāng)中的飽和水去除。

（2）在吸收塔下面會(huì)排出三甘醇富液，對(duì)其進(jìn)行降壓操作，然后對(duì)其進(jìn)行升溫，進(jìn)入到閃蒸罐內(nèi)部，在進(jìn)行閃蒸操作之后會(huì)出現(xiàn)一些烴類物質(zhì)，以及一些水分。在對(duì)其進(jìn)行閃蒸操作之后，三甘醇富液會(huì)進(jìn)入到三甘醇預(yù)過濾器當(dāng)中，進(jìn)行三級(jí)過濾，其目的就是要將里面的雜質(zhì)完全去除。

（3）在三甘醇再生塔內(nèi)部，經(jīng)過再生操作的三甘醇貧液會(huì)在三甘醇緩沖罐內(nèi)部與三甘醇富液進(jìn)行建文處理，然后會(huì)進(jìn)入到三甘醇循環(huán)泵內(nèi)部進(jìn)行增壓操作，然后經(jīng)過干氣一貧液換熱器進(jìn)行冷卻，最后進(jìn)入到三甘醇吸收它的上面位置，這時(shí)候已經(jīng)完成三甘醇的吸收以及循環(huán)再生過程在。

（4）在再生塔內(nèi)部，通過對(duì)火管進(jìn)行應(yīng)用，可以對(duì)重沸器進(jìn)行加熱。為了將貧甘醇的再生質(zhì)量提升上去，可以再貧液精餾柱上面對(duì)汽提氣注入設(shè)備進(jìn)行設(shè)置。

（二）HYSYS對(duì)三甘醇脫水工藝進(jìn)行模擬

在石油化工領(lǐng)域，經(jīng)常使用的模擬軟件就是HYSYS軟件。經(jīng)過三相分離器進(jìn)行分離操作之后，天然氣的壓力大概為5兆帕，溫度為四十?dāng)z氏度，水露點(diǎn)為三十五攝氏度，對(duì)于水含量而言，為998.1毫克/立方米。

在對(duì)天然氣進(jìn)行脫水操作之后，應(yīng)該要求天然氣當(dāng)中的水含量小于155毫克/立方米，而且對(duì)于水露點(diǎn)而言，應(yīng)該小于零攝氏度。在對(duì)脫水過程進(jìn)行模擬過程中，將吸收塔的理論塔板設(shè)置為3，并且將三甘醇的貧液濃度設(shè)置為98.6%，并且將循環(huán)量設(shè)置為0.2立方米/小時(shí)。在進(jìn)行模擬之后，脫水操作之后干氣水露點(diǎn)為零下0.05攝氏度。

三、對(duì)三甘醇的脫水效果影響因素進(jìn)行分析

（一）原料氣進(jìn)塔溫度對(duì)脫水效果的影響

吸收它在進(jìn)行工作過程中，工作壓力大概為5兆帕，并且對(duì)于三甘醇的貧液濃度而言，大概為98.6%，溫度為三十七攝氏度。在這種條件下，不同塔板數(shù)值原料氣溫度對(duì)脫水效果所造成的影響可以用圖1進(jìn)行描述。

從上面圖中可以發(fā)現(xiàn)，隨著原料氣溫度的不斷上升，干氣含水量也變得越來越大，并且當(dāng)理論塔板數(shù)值為3的時(shí)候，干起含水量出現(xiàn)比較明顯的上升，其主要原因可以概括成以下兩點(diǎn)：首先，三甘醇在吸收水分過程中，會(huì)釋放出比較多的熱量，但是由于原料氣溫度不斷上升，對(duì)吸水過程造成比較嚴(yán)重的抑制作用;其次，隨著溫度的不斷上升，水蒸氣在天然氣當(dāng)中的溶解度變得越來越大，這樣就使得三甘醇水溶液的溶解度變得非常小。

從上面的分析中可以發(fā)現(xiàn)，如果原料氣進(jìn)塔的溫度是比較高的，對(duì)脫水效果就會(huì)造成一定的影響，相反，如果天然氣的溫度是比較低的，會(huì)將三甘醇貧液的粘度增加上去，進(jìn)而對(duì)脫水效果造成嚴(yán)重的影響，因此在對(duì)原料氣金塔溫度進(jìn)行選擇時(shí)候應(yīng)該將溫度控制在三十一五攝氏度。

（二）三甘醇貧液溫度對(duì)脫水效果造成的影響

三甘醇品液溫度對(duì)脫水效果造成的影響可以用圖2進(jìn)行描述。

從上面的圖中可以發(fā)現(xiàn)，隨著三甘醇貧液溫度的不斷上升，干氣含水量也逐漸上升，主要原因在于由于溫度太高，對(duì)氣液傳質(zhì)過程中造成影響，如果三甘醇的貧液溫度為五十?dāng)z氏度，即使對(duì)三甘醇貧液循環(huán)量進(jìn)行提升，對(duì)脫水效果也不會(huì)造成任何影響。

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