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1、石油与天然气化工122CHEMICALENGINEERINGOFOIL&GAS2010天然气三甘醇脱水装置节能分析1231蒋洪杨昌平吴敏朱聪(1.西南石油大学2.四川科宏石油天然气工程有限公司3.中石油塔里木油田分公司开发处)摘要目前,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
2、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。关键词天然气三甘醇脱水装置节能能量转换泵板式换热器DOI:10.3969/j.issn.10
3、07-3426.2010.02.009三甘醇脱水是管输天然气控制水露点的常用脱场脱水装置的典型脱水工艺流程如图1所示。湿天水方法,在国内外管输天然气脱水工艺中得到了广然气进入进口分离器,分离出固体杂质、游离水等后泛应用。多年来,国内三甘醇脱水装置普遍存在甘进入吸收塔底部,与塔顶注入的贫三甘醇溶液逆流醇贫富液换热效果差、高压甘醇富液的压力能未能接触而脱除水。吸收塔顶部出来的天然气经气体-[1-3]贫甘醇换热器换热后进入外输管道。吸收塔底部排有效利用、工艺参数不够优化等问题,从而导致脱水装置的能耗偏高。本
4、文开展天然气三甘醇脱水出的三甘醇富液经调压后,与再生塔顶部气体换热装置的节能研究,对于提高脱水装置的能量综合利后进入闪蒸分离器,尽可能闪蒸出其中所溶的烃类、CO2、H2S等气体,闪蒸气体可进入灼烧炉灼烧后排用率,实现脱水装置的节能运行具有重要的现实意放。闪蒸后的三甘醇富液经过甘醇过滤器除去固义。论文分析了三甘醇脱水装置用能方面存在的主体、液体杂质,进入再生塔换热罐与甘醇贫液换热要问题,提出了甘醇脱水装置节能的主要措施,对常后,三甘醇富液进入再生塔提浓,再生后的三甘规三甘醇脱水工艺流程进行了节能改进,并
5、对脱水醇贫液经冷却后由泵输送至吸收塔,实现三甘醇工艺的应用实例进行了工艺模拟和能耗分析。贫液的循环利用。甘醇再生塔出来的含硫再生1三甘醇脱水装置用能存在的主要问题尾气进入灼烧炉灼烧后排放。本文以川渝地区含硫天然气矿场脱水的典型装如图1所示,三甘醇脱水装置的耗能主要由置为例,说明国内现有甘醇脱水装置用能存在的问甘醇再生、甘醇循环及循环水系统的能耗决定,题,国内其它气田的三甘醇脱水装置工艺流程基本通过分析现有三甘醇脱水装置用能情况,其主要问题如下。相同,仅在闪蒸气及再生尾气的去向、甘醇贫富液换热顺序有所不
6、同。1.1甘醇贫富液换热效果差,高温甘醇贫液的热能为控制天然气集输管线的腐蚀,含硫天然气矿未完全有效回收利用第39卷第2期天然气三甘醇脱水装置节能分析123长期以来,各气田甘醇脱水装置中的甘醇贫富液温度也不能升至93e以上,换热后三甘醇贫液温[2]液换热通常是在换热罐中设置水平盘管式换热器,度较高(一般在95e以上),导致高温甘醇贫液具但因换热罐中流速很低,管外传热系数小,罐内各处有的热能未能有效利用,增加了甘醇再生塔重沸器温度大致接近,平均温差不大,因此,甘醇贫富液换的热负荷,增大了脱水装置的运行成
7、本。热效果差,即使整个盘管在液面下,换热后的甘醇富为了降低甘醇贫液的温度以达到适宜的泵入口温度,国内多数三甘醇脱水装置常设置了水冷却器出口压力波动较大,流量不稳定,在泵出口处设有缓和循环水系统,增加了脱水装置的能耗和投资。根冲罐,流量调节不便,噪音大,泵使用寿命及维护周据气体处理规模的不同,水冷却器的主要型式有水期较短。现在部分三甘醇脱水装置通过对电机加装[4]浴冷却器和管壳式换热器。在夏季气温较高时,水变频器实现流量调节,有利于降低泵的能耗,但高浴冷却器换热效果较差,导致甘醇入泵温度偏高,影压甘醇富
8、液的压力能仍然未得到有效利用。响泵的工作寿命。大型脱水装置(如克拉2气田三当甘醇贫液质量浓度为98.74%,甘醇贫液由43甘醇脱水装置处理规模为500@10m/d等)采用常压增至6.8MPa时,甘醇泵需消耗的理论能耗为3管壳式换热器作为甘醇贫液的冷却器,实现甘醇与2.6kW/mTEG。对于大型脱水装置,甘醇循环泵循环水换热,但是管壳式换热器结垢严重,导致甘醇的动力消耗将随着甘醇循环量的增加而增大。贫液入泵温度和进吸收塔温度偏高。1.3工艺操作参数不够优化
