天然气脱水工艺优化分析与研究

刘麦伦

摘要：人们对资源的需求量随着社会的发展不断增加。天然气资源有着储量大、开采成本较低、高效等特点，因此对天然气 的开发和使用是十分重要的，国家对项工作的重视程度也越来越高。对于天然气的利用，很多国家都非常重视，其中还有部分 国家提出了将天然气代替石油的计划。天然气的开采和使用很大程度解决了当前资源比较缺乏的问题。接下来的文章将会对 天然气净化过程中的脱水工艺进行探讨，通过对脱水过程中存在的问题进行分析，提出改进措施，优化装置运行。

关键词：天然气；脱水；优化；分析研究

中图分类号：TE644 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）06-0273-01

三甘醇法是天然气脱水工作中使用较为广泛的一种方法，其能 够很明显的降低气体中水含量。天然气在集气站的井口出来时可以 通过自己的能量释放得到低温达到水凝点。三甘醇溶剂吸收法被广 泛的应用在天然气净化厂和气田集输中。

1.三甘醇溶剂吸收法的优点

三甘醇具有很多优点，包括能够再生、蒸汽压比较低、携带损

失十分小、其凝固点低、有良好的热稳定性、吸水性强、沸点高等 特点，且其在常温下不易挥发，毒性十分小，使用的时候比较安全， 和皮肤接触后不会存在烧伤或者对皮肤有伤害的情况，对碳钢不会 有腐蚀现象，发泡和乳化倾向相对较低。三甘醇脱水法利用了其具 有的亲水性能进行脱水工作，在吸收塔中天然气和三甘醇进行充分 的接触，天然气中的水分被三甘醇充分的吸收，将天然气中的含水 量大大的降低了。三甘醇吸收了水分后将会进入再生系统，加热除 去吸收的水分再次变回原样重新投入使用。正时这些优点使得三甘 醇溶剂吸收法被广泛使用。

2.水露点要求

三甘醇溶剂吸收法装置运行过程中安装了一个可以测试水露点

的仪器，定期进行测试脱水后外输天然气的水露点。在进吸收塔的 天然气温度低于25℃的时候，外输天然气的水露点则应该低于-10℃。 根据不同的工作情况，可以对三甘醇进行筛选，选择最合适的三甘 醇，达到所需要的水露点。在大多的情况下，三甘醇的含水量可以 直接通过天然气中的含水量得出，吸收塔的运行压力越低，则其要 处理的天然气量就越大，天然气中所含水比较多，那么在进入吸收 塔的时候天然气温度肯定很高，所以应该增大三甘醇的循环量，才 能保证脱水工作的正常进行。如果天然气需要处理的量不是很多， 那么在吸收塔运行的时候其压力越高，天然气在进塔的时候温度就 比较低，天然气中的水分就比较少，则需要减少三甘醇的循环量， 保证三甘醇的合理运用。通过手动调节设备，进行三甘醇循环量的 控制，从而合理控制脱水工作进行。

3.装置运行流程

3.1三甘醇循环再生流程

初始的三甘醇经由吸收塔上部进入，从上到下经过填料段，和

其中的具有水分的天然气进行充分的接触，将具有水分的天然气中 的水分完全吸收。吸收完天然气当中的水分后三甘醇就变成了富三 甘醇，富三甘醇溶液再经过吸收塔下部出口流出进入循环泵，经过 循环泵的加压后进入贫液缓冲换热盘管加热，温度到达40℃左右后 再进入到精馏柱换热盘管当中去，被精馏柱顶蒸汽直接加热到65℃ 后进入到闪蒸罐当中去，闪蒸对富液进行分解，将溶解在其中的烃 气体进行分离。然后再进入到过滤器当中过滤掉溶液当中存在的一 些重烃和三甘醇循环时候出现的降解杂质。经过过滤后将富三甘醇 转到贫富液换热器，经过换热器的加热后进入精馏柱，蒸发掉其中 所含有的水分。重沸器中的贫三甘醇则进入到下部的三甘醇缓冲罐 中，贫液在缓冲罐中通过热盘管和刚进行净化的富液进行置换，由 能量置换泵增压后进入吸收塔进行循环利用。由于三甘醇可以进行 循环使用，所以三甘醇溶剂吸收法很适合当前的工作要求。

3.2气体脱水的流程

各个集气站脱除游离态的液滴和固体杂质后的含饱和水的天然

气经过汇合从三甘醇吸收塔的下部进入，和从上面下来的三甘醇贫 液相结合，在填料段进行充分接触，将水分充分脱除。脱水过后的 干天然气将会经过塔顶的丝网除雾器除去甘醇液滴后从吸收塔上端出去。被吸收完水分的天然气离开吸收塔后，会和贫三甘醇进行换 热，有效的降低了三甘醇进入吸收塔中的温度，并且一定程度上增 大了三甘醇的吸水效率。换热之后的天然气再经过产品分离器分离 后，进入到天然气外输管网中，投入到使用。

4.脱水工作问题分析

在这套装置运行的时候会出现水露点达不到设计值的情况，主

要原因有以下情况，一是吸收塔在运行的时候发生了三甘醇发泡情 况，直接的影响了三甘醇对水分的吸收效率，使得外输气的水露点 超标；二是吸收塔运行时压力降低，当装置运行其他参数没有发生 变化的时候，吸收塔压力的下降则会很明显的增加入塔天然气的饱 和含水量，不采取措施就会使得外输气水露点上升；三是三甘醇循 环量偏低，三甘醇对天然气的脱水处理效率则大大降低；四是贫三 甘醇浓度偏低，贫三甘醇浓度一旦偏低那么其脱水能力就会大大降 低，同时还会直接影响到三甘醇对天然气的脱水程度；最后一点则 是天然气进塔的时候温度较低，在这个装置当中需要使外输天然气 水露点在-10℃以下，那么对进入塔的天然气的温度要求则是不能低 于 30℃，但是在集气站天然气来气管线大都为埋在地下的管线，即 使在夏天的时候也会因为其在地底下而温度达不到，在此同时，天 然气进塔温度过低，也同样会造成三甘醇因为温度比较低，粘度增 大降低了其吸水的能力。

5.脱水工艺优化

在装置运行的时候需要保证三甘醇的循环量正常，保证三甘醇

最适浓度，当天然气进塔的温度过低时则可以采取一个加热装置， 如热水加热装置，对天然气进塔前进行加热，使得天然气达到要求 的温度，提高三甘醇的吸水能力，工作中需要防止三甘醇发泡现象 产生，当出现三甘醇发泡现象时，工作人员需要及时进行处理，将 设备进行维修或者更新，还需要保持吸收塔的压力，当压力不能满 足要求时，可以采取外用设备进行加压，使得吸收塔能够正常进行 工作。

结语：

天然气的广泛应用使得我国的资源境况处于比较乐观的状态，

所以对于天然气的净化处理是十分重要的，关于天然气脫水工艺的 优化是当前十分重要的任务。三甘醇溶剂吸水法是当前使用最为普 遍的脱水法，所以对三甘醇溶剂吸水法的分析优化则是对天然气脱 水工艺的分析优化。当脱水法得到优化后，天然气的利用率也将大 大提高。

参考文献

[1]颜筱函，李柏成.基于粒子群算法的天然气三甘醇脱水工

艺 参 数 优 化 研 究 [J]. 石 油 与 天 然 气 化 工，2017，46（03）：22-26.

[2]上官艳丽.三甘醇天然气脱水工艺参数优化应用[J].化 工管理，2016（23）：230.

[3]崔连来，张涛，王纪，郑天宝.乙二醇脱水工艺在大型高压 天 然 气 处 理 装 置 中 的 优 化 运 行 [J]. 河 南 化 工，2016，33（04）：31-34.

[4]毛立军，王用良，吴艳，赵海龙.天然气脱水新工艺新技术 探讨[J].广东化工，2013，40（08）：66-67+54.