天然气烃水露点控制问题探讨

烃水露点为管输天然气的重要指标,其高低对管道输送有较大影响,因此如何控制露点在气田处理工艺中成为最主要的内容。目前,我国高压气田大多采用节流注醇控制烃水露点,但发现有些气田低温分离器入口温度偏离设计值加大,低温分离器出现堵塞以及外输干气存在反凝析现象、管道末站有液烃析出等问题。经研究得知:这些问题主要是换热器、低温分离器选型不合理以及外输干气烃露点控制要求存在不足造成的。对于上述问题,分别从工艺流程设计、低温分离器及换热器选型上提出解决方案。     

克拉气田某处理厂干气烃露点问题的探讨

克拉气田某处理厂采用三甘醇脱水工艺对原料气进行脱水处理,脱水后的干气水露点合格,但烃露点较高。由于天然气具有反凝析现象,随着干气在输送过程中压力的降低,会有液态烃析出,从而对管道、设备、下游用户造成不同程度的危害。为了达到合格的烃露点,避免液态烃的析出,根据我国国家标准对烃露点的不同规定,提出了烃露点控制的改进流程及两种烃露点的控制方案。使用HYSYS软件进行模拟比较,确定采用GB 17820-2012《天然气》对天然气烃露点的控制要求,以保证处理厂至轮南首站的外输管线内无液态烃析出。同时,对气-气换热器和低温分离器进行初步选型,并提出了反凝析现象的控制措施。     

LNG装置脱酸系统塔提前液泛的原因及改造

克拉美丽气田油气处理装置以控制外输天然气烃、水露点为目标,采用注乙二醇防冻、J-T阀节流制冷、低温分离脱水脱烃工艺对凝析气进行处理,凝析油处理采用二级闪蒸+一级稳定+提馏工艺。现有油气处理装置工艺流程存在醇烃分离困难、乙二醇再生塔再生损失严重、凝析油余热利用不合理、部分液烃进入排污管线排放等问题。通过提高醇烃分离温度、改进乙二醇再生工艺、改进凝析油换热流程、回收富气增压单元排出的液烃等措施,改进现有工艺流程,能够有效解决装置存在的问题。同时,每年使凝析油稳定装置节约燃料气10.9×104 m3,处理装置天然气产量增加13.2×104 m3,凝析油产量增加145.2t。     

玛河气田天然气处理站工艺改进

玛河气田油气处理装置以控制外输天然气烃、水露点为目标,采用注乙二醇防冻、J-T阀节流制冷、低温分离脱水脱烃工艺对凝析气进行处理,凝析油处理采用二级降压闪蒸+提馏工艺。油气处理装置存在乙二醇再生系统设计不合理、乙二醇再生损失严重、凝析油余热未能有效利用、增压富气直接外输影响外输干气烃、水露点等问题。通过改进乙二醇再生塔结构、设置乙二醇富液过滤装置和乙二醇贫液冷却装置、改进稳定凝析油换热流程及增压后富气流程等措施,每年油气处理装置可节约燃料气32.18×104m3,减少乙二醇损失15.55 t,增产凝析油231.0 t。玛河气田天然气处理站的工艺改进是有必要的。     

克拉美丽气田天然气处理装置工艺改造研究

克拉美丽气田天然气处理装置采用注乙二醇防冻,J-T阀节流制冷,低温分离脱水脱烃工艺。但克拉美丽气田自投产后,井口压力差异大、压力递减快、气量变化幅度大等特点越发明显,部分运行参数远偏离设计值,导致外输天然气水露点和烃露点达不到要求,给天然气处理装置可靠运行带来严重的影响。针对天然气处理装置存在的问题提出了"分子筛脱水、外加丙烷制冷和浅冷分离脱烃"工艺改造方案,原料气温度、压力以及气量变化具有更强的适应性,装置操作灵活且稳定,满足克拉美丽气田中后期开发的需要。工艺改造后液烃产量由124 t/d提高到156 t/d,产量增加了25.81%,静态投资回收期为0.71 a,回收期较短。     

大牛地气田脱水脱烃工艺的成功实践

大牛地气田开发选用高压集气天然气处理工艺,采用节流制冷脱水、脱烃,需要一定的压差才能保证外输气质。当气井压力下降至一定程度时,集气站内没有足够的压差,无法利用节流膨胀制冷、低温分离工艺实现对天然气烃露点、水露点的控制,需要结合增压、脱液工艺对气田集输工艺进一步优化。分析了气田不同开发阶段采取的脱水脱烃工艺、可能出现的问题及解决措施。     

天然气露点控制技术方案优化

根据管输天然气的水露点和烃露点的控制指标要求,介绍了3种常见的露点控制方案（方案1：井口加热＋预分离＋管道中注入甲醇工艺;方案2：天然气预分离＋干燥塔脱水工艺;方案3：露点换热器＋露点分离器工艺）,并对各方案进行了对比分析,结果可供天然气露点控制设计和装置用户借鉴和参考。     

天然气小压差节流制冷脱烃工艺技术

针对已建成的长庆榆林气田外输天然气烃露点超标的情况,在尚有0.5～0.8MPa的压差可以利用的情况下,设计了小压差节流制冷脱烃工艺。日处理天然气89×104m3/d,原料气温度从20℃降至-18℃,脱出重烃1.1m3/d,使外输天然气露点达到了要求。     

乙二醇装置非常规条件下的投运

塔里木的克拉2气田是西气东输最主要的气源地之一,其处理厂共设计六套脱水脱烃装置,单套天然气的设计处理能力为500×104m3/d,其中单套乙二醇再生及注醇装置设计处理量为11240kg/。在运行初期乙二醇再生及注醇装置的系统循环量较小,装置一直不能正常运行,材料与能源的损耗量较大,也增加了管理难度。通过大量的分析、调查与有限的技术改造,保证了系统正常运行。1.气处理装置的工艺概况克拉2气田中央处理厂乙二醇再生及注醇装置主要是为防止天然气在截流时产生低温水化物造成冻堵,在天然气节流前注入乙二醇,同时亦为保证注醇的连续性和循环使…     

天然气脱烃装置烃露点不合格原因分析及整改

国外大型气田均为含硫、含凝析油气田,其组分中含有大量的重烃,为保证管输的平稳运行,需要脱除重烃,且脱除重烃具有较大的经济价值。天然气凝液回收的两个主要步骤是天然气降温析出凝液和气液低温分离。通过分析研究土库曼斯坦某天然气净化厂脱烃装置烃露点不达标的原因,对低温分离器内部结构提出相应的整改方案。     

三甘醇脱水技术在元坝气田净化装置中的应用

针对水摩尔分数约为0.09%、体积流量为9.6×10⁴~10.6×10⁴ m³/h的湿净化气,三甘醇(TEG)循环量为2.50~2.85 t/h,外输产品气水露点在-19℃以下,满足水露点要求。当TEG重沸器蒸汽用量为529~549 kg/h时,再生后TEG质量分数从96.9%升至99.7%。为了避免TEG再生热源不稳定、贫溶剂后冷管式换热器结垢严重等工艺缺陷,对脱水工艺进行了优化:①以自产表压为3.8 MPa的中压蒸汽为热源,确保TEG再生温度稳定,并使其易于调节,拟合蒸汽用量与TEG重沸器温度关系曲线;②采用富TEG未预热直接闪蒸工艺,减少富液预热过程,去除富TEG中大部分轻烃组分,在满足脱水单元要求的同时,减小能耗和节约成本;③将TEG贫液后冷器由管壳式换热器更换为不锈钢材质的波纹板式换热器,更换后换热器长时间运行平稳,减少了换热器配件的更换频次。     

冷低压分离器油相系统铵盐垢下腐蚀风险的模拟预测

为探究某加氢装置高压换热器管束腐蚀泄漏原因，利用Aspen Plus工艺模拟软件计算了冷低压分离器油相（简称冷低分油）中水质量分数分别为1%,2%,3%时，冷低分油系统的露点温度、氯化铵结晶温度、氯化铵潮解点温度和相对湿度。结果表明：相较于经验的露点温度预测方法，通过引入潮解点、划分系统“湿环境”温度范围判断氯化铵垢下腐蚀风险区域的方法与实际腐蚀案例更为切合；在3种油相含水条件下，换热器管束存在氯化铵垢下腐蚀的“湿环境”温度范围分别为：50~103 ℃,50~161 ℃,50~176 ℃；随着油相中含水量的提高，“湿环境”腐蚀区域逐渐向高温部位迁移，预计铵盐导致的垢下腐蚀将会愈加严重。     

榆林气田新旧低温分离工艺的对比分析

榆林气田天然气中含有微量凝析油，在管输中有液态烃析出，不能满足下游用户的要求。为彻底解决该问题，先后在榆总站建设了两套大面积换热、节流、低温分离工艺装置，并在现场进行了工业性试验。试验从换热效果、装置所用的甲醇量、外输的烃露点等方面进行，取得了技术上的成功。为此，对新旧低温分离工艺运行参数以及换热器的性能等进行了对比分析，在相同的压差下，管翅式换热器比板翅式换热器的换热效果更好，且运行费用低，操作难度降低。同时，在节流后一定的温度条件下，需要的节流阀前后的压差较小，说明低温分离工艺不仅能合理利用天然气自身的能量，而且对微含凝析油气田的地面工艺具有借鉴意义。     

注烃溶蜡处理技术在凝析气田的研究与应用

在克深处理厂天然气处理过程中,因J-T阀及低温分离器析蜡导致系统堵塞,致使装置处理量受限,同时外输气烃露点不合格。针对此问题开展防蜡工艺研究,通过实验及HYSYS软件模拟分析蜡堵的具体原因后得出,克深区块的天然气组分不连续,C₅~C₈组分缺失,多环芳烃类物质存在于气相中,无法被溶解分离,在进入低温环境后容易凝结析出,最终导致低温分离器内构件堵塞。通过实验和现场运行经验以及理论计算,根据相似相溶原理制定技术解决路线,采用HYSYS软件模拟分析,从原料气空冷器前注入轻烃,补充缺失组分,解决了蜡堵问题,单套处理装置恢复设计处理量。井口天然气组分分析的准确性对处理装置的设计至关重要,对新开发气田组分化验要求由C₇提高到C₃₀,并形成相应的组分分析方法,研究成果成功地同步推广应用到蜡堵的克深处理厂,取得了良好的效果,对类似含蜡气田的建设具有借鉴意义。      

影响低温法控制天然气露点的因素分析

实践证明，由低温法低温分离器分出的干气进入输气管道后的实际露点通常高于其分离温度。对干气实际露点高于其分离温度的影响因素进行分析，是合理确定低温法控制天然气露点方案中亟需解决的问题。文章着重从天然气取样和分析、低温分离器对雾状液滴的分离效率、一些凝析气或湿气脱除重烃后仍具有反凝析现象等方面进行了分析，并提出相应的建议或措施。其中有些措施已在长庆油田榆林天然气处理厂获得应用。     

用于天然气低温脱水流程的高压气气冷换器

用于长庆苏里格气田天然气低温流程的气 气冷换器的结构型式为重叠式 ,由球型封头、管程筒体和法兰、壳程筒体和法兰、管板、折流板、换热器等组成。设计中 ,法兰的优化结果比标准法兰质量轻 4 8%～ 5 8% ;大直径缠绕垫片突破了国内 10MPa的压力限制 ;整个设备设计开创了国内冷换器试验压差 2 0MPa、工作压差 16 1MPa的设计先河。 2年多的现场运行试验表明 ,这种冷换器运行安全可靠 ,实现了预期的工艺目标 ,保证了西气东输的按时实现。     

新型天然气超音速脱水净化装置现场试验

传统的天然气脱水技术存在处理量小、设备占用空间大、投资高、维护工作量大等缺点。2000年壳牌公司最先将超音速脱水技术用于天然气处理。它利用天然气在超音速状态下的蒸气冷凝现象进行天然气脱水，将膨胀机、分离器和压缩机的功能集中于一体。该装置具有无运动部件、结构简单可靠、无需人员职守、制造运行成本低等优点。2003年中国石化胜利油田和北京工业大学在国内率先开展了超音速分离管的研发工作，相继完成了基础理论研究、数值模拟研究、室内试验研究，近来又进行了现场试验研究，为超音速脱水工业化的可行性进行了验证。试验发现：超音速分离管进出口天然气露点降最大逾35 ℃，最小逾10 ℃；分离管的产液量为17 mL/m³，整个系统的产液量在28～40 mL/m³。该系统不仅有效地降低了天然气的水露点还可进行轻烃回收工作。