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。     

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。     

DRIZO脱水工艺模拟分析

天然气中存在的水分在一定条件下会形成水合物,堵塞管路和设备,对于含CO_2、H_2S的天然气,水分会导致管内形成酸液,腐蚀管路和设备,因此在天然气外输前需要对其进行脱水处理。对比DRIZO脱水工艺与传统三甘醇脱水工艺的效果,运用HYSYS软件对两种脱水工艺流程进行模拟,在一定气体流量(20℃,101.325 kPa)下,通过改变吸收塔塔板数、共沸剂循环速率和共沸剂种类,对影响DRIZO脱水工艺的因素进行了研究。计算可知,天然气处理量为750×10~4m~3/d,吸收塔操作压力为11.7 MPa(a),三甘醇贫液循环量为4.5 m~3/h,正庚烷作共沸剂其质量流量为5 kg/h,可使处理后的气体含水量满足管输要求。分别选用异辛烷、正庚烷作为共沸剂进行模拟,采用正庚烷作为共沸剂,得到的脱水后干天然气含水量和水露点最低。研究结果表明,DRIZO脱水工艺具有脱水效率高、减少BTEX排放等优点,脱水效果远远好于传统三甘醇脱水流程的脱水效果。     

三甘醇脱水中再生废气的回收利用

目前国内大多数天然气净化厂都采用三甘醇(TEG)对原料气进行脱水处理,以此来降低产品气的水露点达到外输指标,且采用汽提再生的方法实现三甘醇再生。三甘醇再生产生的废气若直接外排会给环境、设备、工作人员等造成一定的伤害,并且造成能源浪费和三甘醇损失。针对三甘醇再生废气外排导致的一系列问题,在原流程的基础上每套或多套脱水装置共同增加一套三甘醇再生废气回收装置。利用HYSYS软件,以1 000×104m3/d的三甘醇脱水装置为例对原流程和改进流程进行模拟对比,结果表明:改进流程可回收利用汽提气123.36×104m3/a(20℃,101.325 k Pa),可节约干气99.84×104m3/a(20℃,101.325 k Pa)。改进流程可以很好地回收利用三甘醇再生废气、减少干气用量,具有一定的经济价值,为大规模的三甘醇脱水再生废气的回收利用提供了借鉴。     

三甘醇脱水装置尾气回收处理工艺措施及研究

青海油田采气一厂采出的天然气含有大量的水分,经气液分离后,再经三甘醇工艺脱水气后外输.采用三甘醇再生橇精馏柱排放出来的气体(以下简称三甘醇再生废气)中大部分为水蒸气,经初步分析:成分主要以苯类和酚类为主、还有少量的其他物质,带有异味,并含有一定量的有害物质.三甘醇再生废气中苯类是造成异味的主要原因,直接排放时,不仅会造成环境污染,而且会对设备及人体健康造成危害.为此设计了一套集冷凝、分离、吸附、增压的工艺装置,既能解决尾气安全排放的问题,同时能将尾气中天然气回收再利用,初步估算该设备每天能回收约960 m3天然气,每年可节约天然气约34.5×104 m3,节能减排效果显著.     

天然气净化厂脱水汽提气废气系统改造

目前国内的天然气净化厂脱水装置大多数都采用的是三甘醇(TEG)脱水,以此来降低产品气的露点达到外输指标。在甘醇再生过程中都要对再生釜内通入产品气作为汽提气,降低重沸器汽相中的水汽分压,提高TEG的再生效果。而提气后的废气一般只是通过简单重力分离之后外排,这样存在几个问题:1、使生产区内有很大的臭味,且污染环境;2、有大量的液体飘落到再生釜及周围设备和地面上污染了设备;3、废气分离外排的冷凝液含有一定量的TEG溶液,加大了溶液的损耗。因此通过对长庆气田天然气净化厂的提气废气系统气液两项分别进行化验、分析,提出两项可行性改造方案,并对比确定最佳方案,从而达到了提气废气系统节能减排的效果,降低了生产成本。     

净化厂脱水汽提废气焚烧改造评价

目前国内的天然气净化厂脱水装置大多数都采用三甘醇(TEG)脱水,以此来降低产品气的露点达到外输指标。在甘醇再生过程中要向再生釜内通入产品气作为汽提气,降低重沸器汽相中的水汽分压,提高TEG的再生效果。而提气后的废气一般只是通过重力分离直接外排,造成了溶液损耗及环境污染。为了改变现状,长庆油田第二净化厂对废气焚烧系统进行了改造,本文主要介绍废气系统改造过程及改造后的的运行效果。     

甘醇脱水中的芳烃排放及控制措施

90年代以来，由于美国实施空气清洁法令修正案，常规三甘醇（TEG）脱水工艺从天然气中吸收的芳烃（BTEX）在再生塔排放成为一个颇受关注而需要解决的问题。天然气中的BTEX约有5％～20％为TEG吸收。正常运行中影响BTEX吸收的最主要的可调因素是TEG循环量。解决BTEX排放污染的途径有二，即灼烧与回收。新型专用燃烧器可解决燃烧不完全及产生烟雾等问题。几种回收工艺中，以采用鼓风降温使冷却水温度降至环境温度以下的R—BTEX工艺较为简便，其回收率可达95％。     

顺北二区高含硫天然气脱水工艺技术研究

目的通过天然气脱水有效降低H₂S对高含硫天然气矿场集输系统的腐蚀危害。 方法在国内外高含硫天然气脱水技术研究的基础上,优选确定了三甘醇溶剂吸收法作为顺北二区高含硫天然气的脱水处理工艺,并在传统三甘醇脱水工艺流程的基础上充分考虑了顺北二区高含硫天然气的特点,局部优化改进了传统三甘醇脱水工艺流程,增加了原料气进吸附塔前的分离处理工艺和闪蒸气回收处理工艺;同时,基于富甘醇预热位置、再生纯度以及H₂S的影响,开发了两级贫/富液换热预热、LNG气化气提的富甘醇再生工艺流程。 结果改造后,脱水工艺通过增压回收处理实现了脱水系统含硫尾气零排放,通过LNG气化气提实现了三甘醇高效脱硫和提纯相结合,解决了酸性环境下再生装置的腐蚀及检修难题。 结论该脱水工艺有利于顺北二区总体开发规划的实现,形成了适用于顺北二区高含硫天然气的高压集输脱水流程,为后续顺北天然气区块的进一步开发提供了技术支撑。      

三甘醇脱水酸性组分分布研究

三甘醇脱水工艺是天然气脱水最常用的工艺,利用HYSYS软件对高含酸性气田进行三甘醇脱水模拟,研究酸性组分在三甘醇脱水工艺中的分布规律。研究发现当天然气高含酸性组分时,三甘醇不仅吸收水而且对酸性组分有较强的吸收性能。酸性组分溶于三甘醇将导致三甘醇性能下降、引起设备腐蚀以及闪蒸气和再生气会污染环境。针对高含酸性气田三甘醇脱水,提出采用富液汽提工艺,通过在吸收塔后设置富液汽提塔,利用净化气汽提,降低三甘醇富液中酸性组分的含量,从而降低对环境的污染,减少对工作人员的危害。     

Experimental investigations on the phase behavior of the aromatic mixtures regarding the performance enhancement of natural gas dehydration processes in petroleum industry

The phase behavior of ternary systems in three-phase separator including benzene-heptane-water and toluene-heptane-water are investigated at 298.15 K and 308.15 K. It is shown that the water solubility in hydrocarbon phase and the benzene and toluene solubilities in aqueous phase decrease considerably with increasing n-heptane concentration. Moreover, the discarded water phase from three-phase separator to the environment in azeotropic regeneration process is less contaminated by aromatic compounds (BTEX) in comparison with the one in the traditional dehydration process. It is shown that the n-heptane can be used as a stripping medium in the azeotropic regeneration process to achieve less than 1% water in the TEG solvent employed for natural gas dehydration process of gas refining plants.     

三甘醇脱水装置尾气达标排放措施研究

原料天然气中硫化氢含量的增加,会导致甘醇富液和再生尾气中酸性成分增加．脱水装置尾气中污染物排放量增大。本文通过对具体脱水站的物料衡算和工艺分析,提出相应的尾气达标排放措施。分析研究表明：天然气中硫化氢含量超过1％（φ）．处理量高于80×10 4m3／d时,三甘醇脱水装置宜改用气提工艺流程。     

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。     

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。     

三甘醇脱水装置换热网络夹点技术分析

三甘醇（TEG）脱水工艺是目前国内外天然气净化中应用最广泛的脱水工艺。为有效降低装置能耗,应用夹点技术对TEG脱水装置的换热网络进行了优化分析,运用HYSYS流程模拟软件模拟TEG脱水流程,并从模拟工艺数据中提取参与换热的冷、热物流物性数据,应用温-焓图、栅格图和问题表格法等夹点分析技术对TEG脱水流程的换热网络进行分析,找到装置用能的“瓶颈”--冷、热物流传热温差过大,阻碍热量进一步回收。综合分析温-焓图和TEG再生工艺,发现通过提高富TEG溶液换热后温度,可以降低物流传热温差,增加热量回收。对比优化前后天然气TEG脱水装置的工艺流程,HYSYS模拟所得能耗数据表明优化后脱水装置TEG再生器加热负荷降低了39.40％,问题表格法计算优化后贫TEG溶液冷却量减少了156.20 kW。     

Prediction of the phase behavior of BTEX and alkane hydrocarbons in the presence of Tri-Ethylene Glycol (TEG) solvent

A computational framework according to the CPA Equation of state by considering hydrogen bonding association and solvation effects has been proposed for accurate prediction of phase behavior of complex mixtures of triethylene glycol (TEG), BTEX aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, ethylbenzene, and o-xlylene) and alkanes (methane, ethane, propane). The overall average absolute deviation between the predicted and measured phase compositions, regarding 150 data points is about 2.40% suggesting the accuracy of the presented approach. The presented model can be used for accurate design of BTEX containing natural gas dehydration plants in petroleum industry.     

Prediction of equilibrium water dew point of natural gas in TEG dehydration systems using Bayesian Feedforward Artificial Neural Network (FANN)

Abstract

The aim of this paper is to predict the equilibrium water dew point of natural gas in TEG dehydration process using feedforward artificial neural network (FANN). The ANN model shows a good result as the coefficient of determination of 0.9989 and 0.9976 was obtained for training and testing data respectively with relatively small value of mean square errors of 0.0203 and 0.0221. 0.5% of average absolute deviation percentage was observed which is comparable with the literatures. It clearly shows that FANN gives a good prediction on water dew point of natural gas in TEG dehydration process.     

污染物对三甘醇脱水性和发泡性影响的研究

从地下开采的天然气携带有水分，在高压或冷却条件下，这些气相水分凝结为液相水分而对脱水处理装置和输气管线造成危害，必须用三甘醇脱除天然气携带的水分。文章讨论了长庆油田第一采气厂在脱水过程中遇到的三甘醇溶液受到气体水合物、气井缓蚀剂、腐蚀产物以及降解产物的污染并导致三甘醇溶液发泡、降解和脱水性能恶化的问题，在实验室研究了各种污染物对三甘醇脱水性能和发泡性能的影响。认为水是三甘醇脱水性能下降的主要原因，水浓度达到3%时必须更换三甘醇溶液；天然气中的凝析油对溶液发泡性影响最显著，减压蒸馏残液的影响次之，气井缓蚀剂的影响最小；各种污染物对三甘醇溶液泡沫的稳定性能影响较复杂并且影响程度随浓度不同有变化，浓度在0.2%以内凝析油的影响程度相对比较大而其它污染物影响相对较小，当浓度大于0.2%时，减压蒸馏残液、气井缓蚀剂的影响明显增加而凝析油影响趋于平缓。