基于HYSYS的三甘醇脱水工艺分析及优化调节研究

随着气田的不断开发，三甘醇脱水工艺的运行工况可能会偏离最佳工作区间，造成脱水效果不达标。为提高脱水效果，以某气田区块集中处理厂TEG脱水装置为例，采用HYSYS软件建立脱水工艺模拟流程，引入单因素分析和灵敏度分析考察不同因素下干气露点的变化程度，并根据灵敏度大小提出优化调节方法。结果表明：HYSYS软件模拟结果与现场实际运行数据相比，吻合性较好；TEG循环量和汽提气量的绝对灵敏度存在极值；当原料气入塔温度较高、原料气入塔压力较低和再沸器温度较低时，对干气露点的影响较大；在适当步长条件下，操作参数可根据灵敏度大小依次完成调节，可用最少的调节次数完成脱水工艺的达标工作。     

呼图壁储气库天然气脱水工艺优化

基于呼图壁储气库集注站采出天然气处理的工艺流程,针对供应西气东输二线的天然气节流后压力不足,应急工况下水露点存在一定风险的问题,对现有天然气脱水工艺流程进行改造。采用PR状态方程进行工艺模拟,用HYSYS软件分别建立三甘醇脱水和丙烷制冷脱水两种仿真模型,对主要工艺参数进行敏感性分析。结果表明,降低三甘醇循环量、重沸器温度和汽提气量能够降低三甘醇脱水工艺的能耗;降低丙烷制冷脱水工艺的天然气预冷温度和丙烷冷凝温度,提高丙烷蒸发温度,有助于压缩机节能降耗。综合两种方案技术经济特性,推荐采用丙烷制冷脱水工艺以满足外输天然气水露点控制要求和压力要求。     

基于敏感性分析的三甘醇脱水系统调节方法研究

为了研究不同操作参数对三甘醇(TEG)系统脱水效果的影响程度,以国内某海上平台设计处理能力为5×10⁴ m³/h的TEG脱水系统为研究对象,使用HYSYS软件建立了符合现场运行状况的模型。采用单一变量法,分别模拟计算了贫TEG循环量、入口湿气温度、再沸器温度和汽提气量4个操作参数的相对敏感度参数绝对值。通过逐次调节各工况点下最敏感的操作参数,使产品气中水含量降低至目标要求。模拟结果表明,先将入口湿气温度由40 ℃降至37 ℃,再将再沸器温度由195 ℃升至196 ℃,是当前工况点降低产品气中水含量的最优方案。采用该方案进行现场调试,产品气中水质量浓度可由13.31 mg/m³降至8.44 mg/m³,调试结果与模拟结果接近。调节各工况点最敏感操作参数直至满足产品气中水含量要求的方法可为今后TEG系统的调节提供参考。      

HYSYS软件在某海上气田三甘醇脱水工艺中的应用

为了优化某海上气田三甘醇脱水工艺,确定合理参数,实现最优处理效果,采用HYSYS软件建立模型,在天然气处理量为200×10~4 m~3/d、吸收塔操作压力(表压)为10 600 kPa、贫甘醇循环量为1.17 m~3/h的工况下,对天然气入口温度、贫甘醇入口温度、贫甘醇质量分数、再沸器温度、汽提气流量进行模拟优化,得到各自变量与因变量之间的变化关系。在此基础上,得出最优运行参数,从而指导现场实际。经验证,在天然气入口温度为33℃、贫甘醇入口温度为40℃、贫甘醇质量分数为99.30%的工况下优化参数,天然气脱水系统运行正常,外输干气水露点达到平台外输标准,表明HYSYS软件可根据实际工况对现场工艺参数模拟优化,结果较准确,可在其他海上气田推广应用。     

南山终端三甘醇脱水系统参数优化分析

崖城天然气田开发进入后期阶段,输送到南山终端的天然气量急剧降低,由40 MMscf/d降低到5~20 MMscf/d。随着产能的变化,三甘醇脱水系统的工艺参数需要进行优化。以理论计算的方式分析了在目前生产状况下,生产合格天然气所需要的贫三甘醇纯度、三甘醇最低循环量、三甘醇重沸器的温度以及汽提气的用量,为低流量工况下三甘醇系统参数的优化工作提供详细、准确的数据参考,也可为其他三甘醇脱水装置的参数优化提供借鉴。经过理论计算及结合现场实践,最终使得贫三甘醇最低循环速率下降为之前的五分之一,重沸器工作温度可降低到25℉,汽提气的流率仅为之前的2%,每年可以节约汽提气10.3 MMscf。     

页岩气三甘醇脱水装置脱水效果评价研究

页岩气井的开发具有生产初期产气量大、中后期衰减快的生产特征。三甘醇脱水装置处理量过大会导致脱水负荷超过最佳工况的允许范围,脱水效果不理想。鉴于此,采用HYSYS软件对三甘醇(TEG)脱水装置进行了流程模拟,定量分析了三甘醇贫液质量分数、三甘醇循环量对三甘醇脱水装置脱水效果的影响,并根据脱水装置在不同处理量下的现场实际考核数据,与模拟结果进行对比验证,从而验证了模拟结果的准确性。研究结果表明,为满足三甘醇贫液质量分数在99%以上的生产控制指标,可在确保再生温度不超过热降解温度204 ℃的前提下,适当提高重沸器温度,并在15～25 m³/h的范围内合理提高汽提气量。当贫液质量分数高于99%、水露点远低于设计值时,建议在保证产品气水露点达标的前提下,适当降低三甘醇贫液的总循环量,从而降低重沸器燃料气耗量,降低能耗。      

某海洋气田中心平台三甘醇脱水系统模拟研究

使用Aspen HYSYS软件,对某海洋气田中心平台正在运行的三甘醇(TEG)脱水装置进行模拟计算。在天然气处理规模为175×10~4 m~3/d(15.6℃,101.325 kPa),操作压力(G)9000 kPa,操作温度35℃的条件下,对贫TEG循环量及其质量分数、再沸器温度和汽提气流量进行模拟优化,得到最佳运行参数,并应用于生产操作。在此操作条件下,天然气脱水系统运行正常,干气中水质量浓度不大于30 mg/m~3,满足干气外输要求。     

基于响应面法的三甘醇脱水参数优化北大核心CSCD

目的解决三甘醇工艺脱水效率降低及能耗偏高等问题,对操作参数进行优化。方法采用灵敏度分析法和响应曲面法对运行参数进行优化。①采用灵敏度分析法选出富液进塔温度、重沸器温度、TEG贫液循环量、汽提气体积流量作为因素变量,以干气水露点和运行费用为响应值,通过HYSYS软件模拟计算25组试验数据;②采用响应曲面法进行分析和优化。结果富液进塔温度和汽提气体积流量间的交互作用对干气水露点影响最显著,富液进塔温度和TEG贫液循环量间的交互作用对运行费用影响最显著,优化后的最佳工艺参数为:富液进塔温度144.28℃、重沸器温度205.4℃、TEG贫液循环量4 m^(3)/h、汽提气体积流量24.96 m^(3)/h。在干气水露点满足外输要求和天然气处理量为300×10^(4) m^(3)/d的情况下,运行费用可降低69.33万元/年。结论响应面法可为指导现场运行参数优化提供理论基础。     

三甘醇脱水的计算机模拟分析

为了提高三甘醇脱水效果,有必要考察各种因素对脱水效果的影响。采用HYSYS软件对处理量为15×104m3/d的三甘醇处理装置进行定量分析。通过计算可知,一定范围内,降低湿天然气和贫甘醇进塔温度,提高贫甘醇浓度、TEG循环量、操作压力或者增加塔板数,脱水效果加强。在本装置中,湿天然气和贫TEG溶液的最佳进塔温度分别为30℃和36℃。理论塔板数为2,操作压力为6.4MPa,贫TEG溶液浓度为98.8%,循环量为0.3 m3/h时,天然气水露点从32℃降至-8.647℃。同时,引入少量汽提气可以大幅度降低脱水后干气的水含量,增强脱水效果。     

三甘醇脱水装置汞分布及汞污染控制措施

天然气中的汞具有较强的毒性和腐蚀性,给工作人员和生产设备带来极大的安全隐患。研究含汞天然气处理装置中的汞分布规律,可为后续制定相应的汞防护措施提供依据。通过对某含汞天然气三甘醇脱水装置中的汞分布进行模拟分析,发现三甘醇对原料气中的汞吸收效果较弱,但闪蒸气和再生气中汞浓度较高。改变原料气中汞质量浓度、三甘醇贫液循环量、重沸器温度,得到不同条件下的三甘醇脱水装置汞分布规律。根据三甘醇脱水装置汞分布模拟分析结果,提出了湿气脱汞、含汞设备清洗及人员防护、流散汞处理等控制三甘醇脱水装置汞污染的方案,可为后续建设含汞天然气处理厂提供汞防护参考。     

基于NSGA-II算法的TEG脱水工艺能耗分析及参数优化

为满足天然气脱水工艺中干气露点达标和能耗优化要求,以某气田集气站为例,采用ASPEN Hysys软件搭建天然气脱水工艺流程,根据实际运行参数筛选影响脱水系统能耗的工艺参数,利用BBD实验设计建立多目标回归函数,并采用第二代自适应非支配遗传算法（NSGA-Ⅱ）对函数进行求解,最后与Hysys自带的优化器求解算法进行了对比。结果表明：TEG循环量、重沸器温度和汽提气量对能耗的敏感性较强;通过分析Pareto前沿,当优化前后水露点接近的条件下,等量功比优化前降低了4.18%;当优化前后等量功接近的条件下,干气露点比优化前降低了1.92℃;当采用Hysys软件自带的优化器求解时,TEG循环量和汽提气量均有所减小,但重沸器温度未得到优化。NSGA-Ⅱ算法在能耗降低及参数优化上具有优越性,可以得到全局最优解。     

某海洋平台天然气水露点控制及用能优化研究

为优化某海洋平台的天然气露点控制系统能耗,通过HYSYS软件搭建天然气脱水工艺流程,结合变量控制法,研究不同工艺参数对水露点和用能的影响,通过敏感性分析确定决策变量,并利用软件自带的优化器实现最低比功耗求解。结果表明：原料气进塔温度、TEG贫液进塔温度与干气露点呈正相关,TEG富液进塔温度、再沸器温度和汽提气流量与干气露点呈负相关;原料气进塔温度、TEG贫液循环量、再沸器温度和汽提气流量与比功耗呈正相关,TEG贫液进塔温度、TEG富液进塔温度与比功耗呈负相关;BOX方法的优化效果最好,在再沸器温度180℃、TEG贫液循环量1.11 m³/h、TEG富液进塔温度110℃的条件下,干气露点为-10.03℃,比功耗为2.215×10^-3kWh/kg,较原现场工艺降低了0.521×10^-3kWh/kg,降幅19.04%,节能效果明显。     

含BTEX三甘醇再生废气的回收利用

三甘醇脱水工艺是天然气工业中应用最早也最为普遍的一种方法。通常,采用气提再生对三甘醇贫液进行提浓,使得外输干气水露点达到环境要求。目前,由于三甘醇脱水工艺中再生废气采用直接排放的方式,当天然气中含有BTEX组分时,对环境与生产人员造成极大的危害。通过HYSYS模拟,论证了三甘醇脱水典型工艺流程,再生废气经过冷凝后回收用作气提气的改进工艺与DRIZO脱水工艺。分析得出,DRIZO脱水工艺脱水效果好,能耗低且能显著降低BTEX的排放,有效解决了再生废气的污染及三甘醇损失等问题,具有较高的推广价值。     

三甘醇脱水工艺中BTEX分布模拟与研究

三甘醇脱水装置中BTEX的排放日益受到关注。采用HYSYS软件对含有BTEX组分的气田进行三甘醇脱水工艺模拟,并研究BTEX在三甘醇脱水工艺中的分布规律。模拟后发现:当天然气气质含有BTEX组分时,三甘醇对BTEX有一定的吸收性,BTEX在再生系统中解析并随着再生气排放到大气中,污染环境。通过研究不同循环量、重沸器温度、原料气温度、汽提气量等操作条件下BTEX的排放量,提出降低BTEX外排的相应措施。针对BTEX的污染问题,提出Ecoteg再生工艺替代常规三甘醇脱水工艺。通过对再生废气进行回收利用,达到BTEX近乎零排放的目的,从而降低对环境的污染以及避免操作人员身体健康受到危害。     

海上气田天然气露点控制工艺参数优化研究

在满足交接点处的露点要求下,为优化天然气露点控制系统能耗,采用HYSYS建立稳态模型,对影响露点的关键参数,包括原料气压力和温度、三甘醇循环量、重沸器温度、汽提气流量、J-T阀前温度进行敏感性分析,通过敏感性分析确定关键参数的取值范围。在此基础上,利用HYSYS优化器模块优化工艺参数,得到最优的工艺参数组合。考虑到天然气的反凝析现象,采用相包络图进行产品气输送过程露点校核。结果显示,管道沿程的压力-温度曲线在露点线右侧,证明该产品气始终以气相输送。     

高含硫天然气集气站三甘醇脱水工艺对比

三甘醇(TEG)脱水工艺是目前天然气工业应用较为普遍的一种方法。从高含硫气田采出来的天然气需要先脱除其中的水分,以防止水合物生成及减轻天然气输送过程中产生酸液带来的腐蚀危害。三甘醇脱水工艺在各集气站中已经得到广泛使用,但不同的脱水工艺对管道和设备的腐蚀存在差别。通过HYSYS模拟,对三甘醇脱水典型工艺、再生废气回收利用工艺、三甘醇高压富液气提工艺、三甘醇低压富液气提工艺4种脱水工艺进行了论证。分析得出,三甘醇低压富液气提工艺的脱水效果好,减轻了对设备的腐蚀,并能显著降低H2S的排放,有效解决了再生废气的污染等问题,具有较高的推广价值。     

高一联合站分子筛工艺优化技术

高一联轻烃系统投运以后,产量远远低于设计要求,通过对工艺运行情况进行分析,发现问题出在脱水系统,分子筛脱水效果不达标的主要影响因素为再生气量和再生温度.经对分子筛脱水单元运行参数进行调整,再生气量由40 m<'3>/h提高到60 m<'3>/h,再生温度由170 ℃调整为190 ℃;同时,改造其湿气置换工艺,去掉原来的湿气再生管线,低温分离器来干气在经过贫富冷箱换热后进入分子筛加热再生,再生后的干气经冷却分离接入原来的干气出口.经过参数调整和工艺改造,解决了系统问题,提高了产量.     

天然气三甘醇脱水装置节能分析

目前,国内多数三甘醇脱水装置运行状况正常,基本能达到管输天然气水露点的要求,但现有三甘醇脱水装置普遍存在甘醇贫富液换热效果差、高压甘醇富液的压力能未得到有效利用、工艺参数不够优化等问题,导致脱水装置的能耗偏高。为了有效降低脱水装置的能耗,实现脱水装置的节能运行,本文分析了国内三甘醇脱水装置用能方面存在的主要问题,提出了甘醇脱水装置的主要节能措施,并对常规的三甘醇脱水装置工艺流程进行节能改进。在流程中应用了先进的能量转换泵和高效的板式换热器,取消了甘醇泵前水冷却器、循环水系统及泵出口缓冲装置。本文对脱水工艺的应用实例进行了工艺模拟和能耗分析,分析表明：与常规三甘醇脱水装置相比,改进后的甘醇脱水工艺节能效果显著,提高了能量综合利用率,简化了工艺流程,在工艺设计和技术改造中值得推广使用。     

高含CO2天然气应用三甘醇脱水技术研究

三甘醇脱水是天然气脱水的成熟工艺,但采用三甘醇脱水装置处理高含CO2天然气并没有成熟的经验。对采用三甘醇脱水装置处理高含CO2天然气的脱水效果、CO2对三甘醇寿命的影响因素进行了分析,根据三甘醇装置在溶液起泡、汽提塔液泛、设备腐蚀、出口气体水露点高等方面常出现的操作问题,提出了操作参数对产品气指标影响的合理建议。     

改进的分子筛脱水装置在页岩气脱水中的应用

页岩气开发过程中多在集气站进行脱水处理,工艺多采用三甘醇(TEG)脱水,但边远页岩气单井的开发需脱水后再进入外输管网。针对这类单井产气量小、工况不稳定等特点,若采用三甘醇脱水工艺,存在投资和运行成本增加、装置运行不稳定等问题。通过对重庆页岩气公司足202井的特点进行分析,综合比较了分子筛与三甘醇脱水装置的优缺点,并对工艺与设备进行了集成创新,提出了利用分子筛进行井口气脱水的新思路,研制出一套处理量为12×104 m^3/d的撬装分子筛脱水装置,并在现场进行了成功应用。分析结果表明,装置满足脱水需求,节省了投资和能耗。另外,装置在针对性和适用性上有许多亮点,在自动化和信息化方面进行了有益的尝试,可为类似天然气分子筛脱水系统的设计提供参考。