天然气J-T阀脱水技术课件.ppt

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1、天然气J-T阀脱水技术浅析脱水的原因水的困扰水合物弱酸局部聚集堵塞管道，阀门等腐蚀管道降低输气量，增加流动压降1、H2O存在的危害（1）减少商品天然气管道的输送能力；（2）当气体中含有酸性气体时，液态水与酸性气体形成酸性水溶液腐蚀管道和设备；（3）液态水与天然气中的某些低分子量的烃类或非烃类气体分子结合形成天然气水合物，从而减小管路的流通断面积、增加管路压降，严重时将造成水合物堵塞管道，生产被迫中断；（4）作为燃料使用，降低天然气的热值。水的影响2、什么是天然气水合物天然气水合物是在一定温度和压力条件下，天然气中的甲烷、乙烷等烃类物质和硫化氢、二氧化碳等酸性组分与液态水形成的类

2、似冰的、非化学计量的笼型晶体化合物。最大的危害是堵塞管道。（1）物理性质①白色固体结晶，外观类似压实的冰雪；②轻于水、重于液烃，相对密度为0.960.98；③半稳定性，在大气环境下很快分解。天然气水合物（2）结构采用X射线衍射法对水合物进行结构测定发现，气体水合物是由多个填充气体分子的笼状晶格构成的晶体，晶体结构有三种类型：I、II、H型。2、什么是天然气水合物3、天然气水合物生成条件具有能形成水合物的气体分子：如小分子烃类物质和H2S、CO2等酸性组分天然气中水的存在：液态水是生成水化物的必要条件。天然气中液态水的来源有油气层内的地层水(底水、边水)和地层条件下的汽态水。这

3、些汽态的水蒸汽随天然气产出时温度的下降而凝析成液态水。一般而言，在井下高压高温状态下，天然气呈水水蒸气饱状态，当气体运移到井口时，特别是经过井口节流装置时，由于压力和温度的降低，使会凝析出部分的液态水，因此，在井口节流装置或处理站节流降温处往往容易形成水化物。天然气水合物的生成3、天然气水合物生成条件足够低的温度：低温是形成水化物的重要条件。气流从井底流到井口、处理厂并经过角式节流阀、孔板等装置节流后，会因压力降低而引起温度下降。温度降低不仅使汽态水凝析(温度低于天然气露点时)，也为生成水化物创造了条件。足够高的压力：水化物生成的温度随压力升高而升高，随压力降低而降低，也就是压

4、力越高易生成水化物。其它辅助条件：如气体流速和流向的突变产生的扰动、压力的波动和晶种的存在等。天然气水合物的生成4、防止水合物生成的方法破坏生成水合物的必要条件即可防止水合物的生成。1）长距离输气管线水合物的预防措施对于长距离输气管线要防止水合物的生成可以采用如下方法：①天然气脱水：降低气体内水含量和露点，是防止水合物生成的最有效和最彻底的方法。②提高输送温度：使气体温度高于水露点而不产生液态水。③注入水合物抑制剂：抑制剂的种类很多，有甲醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、氯化钙水溶液等，由于使用乙二醇和二甘醇时甘醇的损失较大，而三甘醇以它较大的露点降、技术上的可靠性和经济上的合理性而

5、在天然气脱水中普遍使用。防止水合物生成2）矿场采气管线和集气管线水合物的预防措施采气管线上：气体通过控制阀或孔板时，气体压力降低，同时发生J-T效应，气体膨胀降温，使节流件下游易生成水合物而堵塞管线。集气管线：管线的热损失使气体温度降低，使下游易生成水合物而堵塞管线。对于矿场采气管线和集气管线要防止水合物的生成可以采用如下方法：①加热；②注入水合物抑制剂。气体温度降低的程度是确定加热设备热负荷和水合物抑制剂用量的基础数据。防止水合物生成3）注入水合物抑制剂某些盐和醇类溶解于水中后吸引水分子，改变水合物相的化学位，降低气体水合物生成温度和／或提高水合物生成压力，从而防止生成水合物

6、。这类物质称水合物抑制剂或热力学抑制剂，俗称防冻剂。氯化物抑制剂多数氯化物：NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2和AlCl3等由于①有腐蚀性并易在金属表面沉积；②只适用于处理小流量、露点要求不高的场合。因此，在实践中很少采用。醇类抑制剂用作水合物抑制剂的醇类主要有：甲醇(MeOH)、乙二醇(EG)或二甘醇(DEG)，三者对比：乙二醇和甲醇是最常用的水合物抑制剂。防止水合物生成天然气脱水的几种主要方法低温冷凝脱水：该方法采用各种方法把高压天然气节流降压制冷，用低温分离法从天然气中回收凝析液。这种方法是国内气田中除三甘醇法外应用较多的天然气脱水工艺。它具有工艺简单，设备较少等优

7、点，但也有耗能高，水的露点高等缺点。J-T阀和透平机：J-T阀和透平机脱水属于低温冷凝方法脱水。对于高压天然气，冷却脱水是非常经济的。缺点：（1）脱水循环的一部分处于水合物的生成范围内，容易生成水合物，因此需要采取添加抑制剂等防止水合物的生成，以及相应的抑制剂回收系统。（2）需要深度脱水时需配备制冷设备，会引起工程投资和使用成本增加。（3）透平膨胀机有高速运动部件，制造难度大，可靠性差。甘三醇脱水：甘三醇脱水属于溶剂吸收法脱水，在天然气工业中得到广泛应用。存在问题（1）系统比较复杂。（2）三