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。     

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。      

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。     

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。     

海上平台三甘醇脱水装置故障分析及工艺优化

目的解决某海上平台三甘醇脱水装置无法达到脱水要求的问题。 方法基于现场实际生产数据,采用HYSYS软件进行该工艺系统的模拟分析,找出该系统运行问题的原因。 结果脱水塔入口天然气中水含量过高是影响脱水系统效果的主要因素,改造方案应考虑入口过滤分离器和重沸器改造两方面。结合平台实际情况,最终确定改造方案为更换入口过滤分离器滤芯与重沸器电加热器。改造后,在表压5.2 MPa下的干气水露点从6 ℃降至-23 ℃,达到预期效果,且为后续扩容预留了操作空间。 结论该海上平台三甘醇脱水装置处理量无法达到设计值的原因可能是入口过滤分离器性能不达标导致脱水塔入口天然气中水含量过高,建议在进行三甘醇脱水装置工艺设计时,严控入口过滤分离器处理指标,并根据入口过滤分离器处理指标配套三甘醇脱水装置。      

高温高压气田三甘醇系统深度脱水创新优化应用

某高温高压海上气田高峰日产气1000万方，设计采用三甘醇系统脱除天然气中的水分，脱水后的干气含水量不超过6lbs/mmscf(96mg/m³)。气田投产后三甘醇系统运行过程中陆续出现再生系统循环不畅、三甘醇循环泵频繁故障、天然气水露点不达标等诸多问题。文章针对上述难题进行初步探讨分析。     

崖城13-1气田南山终端天然气三甘醇脱水及再生系统2次故障的分析及解决方法

介绍崖城13-1气田南山终端天然气三甘醇脱水及再生系统工艺流程,并对该三甘醇脱水及再生系统的2次较大故障的现象、原因分析和排除方法进行详细描述。     

崖城13-1气田南山终端天然气三甘醇脱水及再生系统2次故障的分析及解决方法

介绍崖城13-1气田南山终端天然气三甘醇脱水及再生系统工艺流程,并对该三甘醇脱水及再生系统的2次较大故障的现象、原因分析和排除方法进行详细描述。     

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。     

五宝场气田三甘醇脱水装置优化分析

针对常用三甘醇脱水工艺存在“计量泵的出口压力和流量波动较大,泵流量调节不便,换热效果差,甘醇再生热负荷大”的不足,五宝场气田三甘醇脱水装置采用先进的齿轮泵和高效的波纹板式换热器,取消了泵出口缓冲罐、甘醇贫液水冷却器及循环水系统。为此,论述了该气田三甘醇脱水装置工艺流程及设计特点,探讨了现有三甘醇脱水装置中甘醇泵和甘醇贫富液换热器存在的问题,分析了装置的优化设计。该装置的成功运行表明：与同类常规三甘醇脱水装置相比,采用先进的齿轮泵和高效的波纹板式换热器,三甘醇脱水装置的再生塔重沸器热负荷降低了54 kW,燃料气用量减少了8 m3/h,其单位综合能耗降低了72 MJ/104 m3,节能效果明显。     

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。     

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.     

The effect of a TEG additive on hydrate formation

In gas industry, gas hydrate formation has both advantages and disadvantages. The best advantage of gas hydrate is Persian Gulf water sweetening, carbon dioxide capture, and gas storage, and its drawbacks are pressure drop, plugging, and explosion in pipelines. In recent years, using the inhibitors to prevent hydrate formation is being considered among researchers. In this study, the new equilibrium data for hydrate formation of inlet natural gas to Gachsaran NGL-1200 refinery with addition of Tri ethylene glycol (TEG) with mass concentration of 5% and 15% in distilled and Persian Gulf waters were measured by constant-volume method. The experimental results show that the hydrate formation conditions will be hard with the increase of TEG concentration in distillated and Persian Gulf waters. In other words, TEG addition to Persian Gulf water had more inhibitory effect in hydrate formation than TEG addition to distilled water. The hydrate formation temperature, in pressure range of 28–29 bars, reduced 0.3°C and 2.7°C for distilled water and 2.8°C and 4.6°C for Persian Gulf water in presence of TEG with mass concentration of 5% and 15%, respectively.     

旋转填充床脱除空气中水的研究

以三甘醇(TEG)为吸收剂,用空气和水蒸气的混合气体模拟含水蒸气的天然气,在旋转填充床(RPB)中进行脱水实验。研究了TEG流量及纯度、空气流量、RPB转子转速对脱水后空气露点的影响。实验结果表明,空气露点随TEG流量的增加和RPB转子转速的增大而降低;TEG纯度对空气露点的降低有较重要的作用,在RPB转子转速1000r/min、TEG流量600L/h、空气流量10m3/h、空气中水的质量浓度25g/m3的条件下,出口空气露点达到-15℃以下,脱水的平衡度在95%以上。     

天然气净化装置TEG脱水系统盐沉积问题分析

针对天然气净化装置TEG脱水系统盐沉积引发再沸器溶剂侧结垢并造成产品天然气水露点升高的问题,通过红外光谱分析、液质联用分析等方法,对TEG溶液组分、垢样组分进行了分析。结合现场实际工艺调控情况,确定了产生盐沉积的原因为盐类化合物和有机溶剂等随天然气进入TEG系统,促使TEG发生变质形成污垢。实验比选了10种固体材料对TEG的吸附效果,发现大孔吸附树脂D101对TEG有较好的净化效果,可为同类装置解决类似问题提供参考。     

三甘醇失效原因分析及回收研究

〗三甘醇作为天然气脱水剂，长期使用后会出现污染变质现象，影响脱水效果和装置平稳运行。为此，通过多种试验方法和手段，详细分析研究了三甘醇溶液的失效原因，并通过室内试验确定了三甘醇溶液的废弃标准。根据模拟试验，确定了有效的三甘醇回收方法。现场大批量回收生产的三甘醇产品质量合格，满足现场生产的要求，脱水后天然气的水露点能达到相关标准。     

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。     

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。     

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。