天然气管道常用干燥工艺

程欣

摘 要：在天然气的远距离管道传输过程中，须确保天然气管道内无水分，避免因天然气中的酸性气体与水混合后，对管道内壁的腐蚀，进而对管道的使用寿命和安全造成影响。本文将会对国内外现今采用的天然气管道干燥技术进行分析对比和介绍，并针对我国现今采用的干空气干燥法和真空干燥法的从其基本原理和优缺点进行阐述。

关键词：天然气管道；干燥

中图分类号：TE832 文献标识码：A

天然气通过管道输送，可以有效的降低运输的成本，并可以大量且进行远距离的输送。在输送过程中，若管道中含有液态水，天然气中的部分酸性气体会与液态水形成酸性物质，酸性物质将逐步腐蚀管道内壁，使钢管强度持续降低，对管道的使用寿命和管道的耐用性都会构成严重影响，同时管道中的水分还会由于天然气的低温造成冰堵，对管道的正常输送造成影响。为确保天然气管道安全运行，须在管道正式交付使用前对管道中进行干燥作业，将管道中的游离水和大部分的水蒸气去除， 将其露点处于-16 ～ 5 ℃。

1 天然气管道干燥技术的发展历程

国外由于天然气使用的时间较早，在天然气管道干燥技术方面发展较早，并且发展迅速，现今已经形成诸多干燥工艺。应用于天然气长输管道的主要干燥工艺有：干燥剂法、流动气体蒸发法、真空法等

在天然气管道的发展早期，人们对于在管道中的液态水或者是水蒸气危害认识不足，在1990年以前铺设的天然气管道未进行干燥处理，随着天然气需求量的增大，要求更加安全的建设，管径更大、压力更高、输送量更多的天然气管道，使以往管道中存在的液态水或者是水蒸气对于天然气管道的影响问题逐渐得到了重视，由此带动了天然气管道的干燥技术的发展。我国在天然气管道干燥技术发展方面起步较晚，但也发展出了符合自身实际的天然气管道干燥技术。

2 天然气管道干燥方法介绍

2.1干燥剂法

干燥剂法是通过使用干燥剂来对管道中的水或水蒸气进行清理，通常使用的干燥剂是甲醇、乙二醇或三甘醇，干燥剂通过和水进行混合来降低水的蒸气压，在降低水的蒸气压的同时，残存的干燥剂又对水合物进行抑制。在实际操作过程中，通过使用天然气或氮气来推动2个清管器和清管器之间的干燥剂，来进行管道的干燥作业，这种方法在国外被称为两球法。在两球法成果的基础上，开发出了三球法。三球法比两球法在干燥效果上、残留在管道内壁的液膜中干燥剂浓度上，以及干燥剂损耗量等方面都有着明显优势。甲醇干燥效率高，但易燃、易爆，对储存运输要求较高，安全风险大，而乙二醇或三甘醇比甲醇的价格费用高。干燥剂法的特点是：干燥效率高、主要用于海底管道干燥，成本高。这在一定程度上影响着干燥剂法的使用和发展。

2.2天然气管道流动气体蒸发法

流动气体蒸发法是指在天然气管道内充入流动的干燥气体，使管道内的水分活水蒸气蒸发后随空气排出。在流动干燥气体的选用上，一般可以使用干燥的空气、氮气或天然气，这种方法使用的成本相较于干燥剂法要低得多，干燥速度快，而且气体在使用后可以干燥重复使用。

2.2.1干空气干燥法

干空气干燥法是在使用空气作为干燥气体时，利用低露点空气对水分的吸附能力，将水分吸收到空气中。在实验室状态下，干燥空气法能够达到干燥的效果，在实际使用中发现干空气干燥效率，受管道内残留水、环境温度、最初空气的含水量、干空气流量等因素影响较大，。干空气干燥法的特点是：成本低廉，干燥时间短，干燥效率高、适用范围广。是目前我国天然气长输管道使应用最多的干燥工艺。

2.2.2氮气干燥法

氮气干燥法的原理和空气干燥法比较类似，相比于干空气干燥法，在干燥效率、干燥时间上都有着显著的优势，但成本高昂，且受到气源的制约，主要应用于处理小范围的小管径、短距离的管道干燥。

2.2.3使用天然气干燥法

此种方法是将干燥的低露点天然气充入天然气管道内，将水分子吸附在天然气中带出管道，虽然此种方法相较于其他方法应用的时间较早，但因其干燥的时间极长导致效率低下，干燥效果较差，且生成水合物的可能性相当大，不适用于低温高压管道的干燥。

2.3天然气管道真空干燥法

天然气管道的真空干燥法是指通过使用真空泵来降低管道内的空气压力，随着真空泵的不断抽取，逐渐达到与管内温度相应的真空压力，从而达到对天然气管道干燥的目的。特点是成本较低、干燥时间短、干燥效果具有显著优势，适用于大口径管道干燥。

2.3.1 真空干燥法的原理

此种方法使用的原理是当空气的压强降低时，水的沸点会随着空气压强的降低持续降低，当空气压力低于某一值时，管道内的水分就会沸腾而蒸发，通常在应用此种方法时是通过使用真空泵抽吸管道内的空气，随着空气压强的降低，直到空气压强达到与管内环境温度对应的饱和水蒸气压时， 管道中的水就会自动蒸发而随着真空泵的持续抽取被排出，从而达到干燥天然气管道的目的。此种方法在应用时一般分为3个阶段：（1）通过真空泵的持续抽取使管道内的空气压强持续降低，管内的压力迅速降至管内温度下的饱和蒸汽压。（2）随着真空泵的继续抽吸，管道内的压力降低到饱和蒸汽压，管道内的水分开始逐渐蒸发到空气中，这一过程会一直持续到管道内的水分蒸发完毕，随之管道内的空气被逐步抽出，管道中的水分也被不断带出管道。（3）随着管道中的空气被几乎完全抽出，管道中的水分被完全排除，达到了要求的露点值，就可以认为干燥完成。

2.3.2影响真空干燥效果的因素

在真空干燥过程中，影响干燥效果和干燥效率的因素主要是：真空泵和环境温度。真空泵功率的大小直接影响干燥的时间，而环境温度的高低影响管内壁水分的蒸发。在对管道进行干燥作业时，应先对管道内进行一次深度扫水作业，以最大程度的降低管道中的水分含量，从而有效加快干燥的速度。

结语

我国的长输管道干燥技术才起步不久，在实际使用中，还面临诸多问题有待解决和提高。随着天然气管道板块的深入发展和科学技术的进步，未来将会有更加先进和科学的干燥技术被投入实际使用，不断推动干燥技术的发展。

参考文献

[1]高连发.天然气管道干燥施工方法[C].油气运输.2003（10）.endprint