天然气脱水脱烃方法介绍

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1、天然气脱水脱王协琴烃方法介绍（中国石油和石化工程研究会天然气专业委员会，四川成都610051）摘要首先介绍了为满足天然气管输要求的脱水脱烃方法，即“浅脱”。认为对油田伴生气和凝析天然气宜采用注入水合物抑制剂的温降法，以同时满足在管输条件下对水露点和烃露点的要求；对不需要脱烃的气层天然气和经液体脱硫后的净化天然气，则宜采用三甘醇溶液吸收脱水的方法，以满足在管输条件下对水露点的要求。其次还介绍了温降法脱水脱烃所用水合物抑制剂的相关情况。最后指出，进入脱水脱烃设备的原料天然气的清洁度对该设备至关重要，因此务必精

2、心设计和操作前置分离系统。关键词天然气脱水脱烃水合物抑制剂中图分类号：TE644文献标识码：A（TEG）吸收法脱水。本文就温降法脱水作一介绍。2温降法该法系通过降低天然气的温度，将其中所含的会影响天然气在管输条件下正常输送的那部分气相水和NGL组分冷凝并分离出来，以满足外输气水露点和烃露点要求的一种脱水脱烃方法。使用该法需防止天然气在降温过程中生成水合物堵塞系统的设备和管道，为此需要在天然气降温前注入水合物抑制剂。降温方法可分为节流膨胀制冷降温和外部致冷降温两种类型。前者要损失天然气自身的压力能；后者虽然

3、不会损失压力能，但天然气致冷需要消耗电力。1概述本文所指天然气系油气田开采的伴生气和非伴生气。要将天然气从油气田用管道输送出去，除了要除去其中所携带的固体杂质和游离液体外，还必须除去在输送条件下会凝结成液体的气相水（WaterVapour）和天然气液烃（NGL）组分。天然气脱水脱烃即指脱除天然气中会影响其在输送条件下正常流动的那部分气相水和ＮGL组分，以满足天然气在管输条件下对水露点和烃露点的要求。这种只为满足输气要求的脱水脱烃常被称为“浅脱”（ShallowCut）。本文只涉及“浅脱”的脱水脱烃，不涉及

4、要求尽可能多回收NGL组分的“深脱”（DeepCut）的脱水脱烃，以及为生产液化天然气（LNG）和车用压缩天然气（CNG）燃料的深度脱水。但包括那些含NGL组分很少，不脱烃也能达到输气烃露点要求的气层天然气（GasLayerGas）的脱水。对含有较多NGL组分的油田伴生气和凝析天然气而言，能同时有效脱除其中水和烃的方法是温降法，其中包括节流膨胀制冷法和外部制冷法；对不需要控制烃露点的气层天然气而言，应视其具体情况选用脱水方法。通常，在有自然压力能可供利用的场合宜选用温降法脱水，反之则宜选用三甘醇2.1节流

5、膨胀制冷节流膨胀制冷设备有J－T阀、超音速分离器（3S）和膨胀机。其中，膨胀机因机组结构和运行都较J－T阀和3S复杂，通常不适合用于“浅脱”工程，故不属本文介绍范围。2.1.1J－T阀J－T阀在油气田上广泛用于有自然压力能可供利用的天然气“浅脱”设备。其工艺流程见图1。收稿日期：2009－06－01作者简介：王协琴（1942－），本科，高级工程师。现为中国石油和石化工程研究会理事、天然气专业委员会副主任兼秘书长。电话：028－87840215。天然气技术／51第3卷王协琴：天然气脱水脱烃方法介绍第5期‘1

6、E()2）天然气输出条件：输出压力为2.5MPa，输出温度为大于0℃，水露点小于等于-10℃（在2.5MPa压力下）。3）计算结果：天然气进外输管线的压力为2.5MPa，温度为24.8℃，从天然气中脱除水4.7kg-mol／h或85kg／h（水为100％，不含水合物抑制剂），天然气水露点为-10℃（在2.5MPa压力下）。显然，在该例条件下是不需要加注水合物抑制剂的。=NGL(Mr)/45AIH20+(Mr)图1J－T阀节流制冷脱水脱烃流程图注：1、2.换热器；3.J－T阀；4.低温分离器；5.三相分离器

7、J－T阀系等焓节流降温设备[2]，因此制冷效率低，在相同压力降条件下温降小，但其脱水脱烃工艺过程和设备都相对简单，易于实施。2.2外部致冷对油田生产的伴生气而言，通常都没有可供气体节流降温的自然压力能，而要将其升压后再节流降温则又很不经济，这时大多采用外部致冷的方式冷却天然气[4]，将其中的会影响天然气输送的那部分气相水和NGL组分冷凝并分离出来，以满足输气的水露点和烃露点要求。油田用于外部致冷的冷剂主要有氨（NH3）和丙烷（N3H8）两种。其特点是：氨的单位质量的制冷量比丙烷大得多，是最具经济价值的冷剂

8、，但需要水冷；丙烷单位质量的制冷量虽然比氨低得多，但可以采用空冷，并且“浅脱”装置所需致冷用丙烷可很方便地从油田NGL分溜装置得到，因此，在缺水地区建设“浅脱”装置时，致冷系统使用丙烷作冷剂成为一种最佳的选择。尚需说明的是，在严重缺水的戈壁滩和沙漠中，有一些小型外部致冷的“浅脱”装置，为了简化系统和降低一次投资费用而使用氟利昂作冷剂，但随着氟利昴限用期限的到来，这些装置的氟利昂致冷系统将停运。典型的外部致冷“浅脱”装置的工艺流