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1、石油与天然气化工第40卷第3期CHEMICALENGINEERINGOFOIL&GAS325天然气管道氮气干燥置换工艺及实际应用1123邓晓峰何永春彭维茂赵建(1.中国石油西南油气田公司成都天然气化工总厂2.中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂)(3.川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院)摘要天然气管道干燥技术常应用在天然气管道的施工中,主要是解决管道中积存水分的问题。天然气管道氮气置换中使用的高纯氮气水露点低,可以在氮气置换的同时,凭借低露点氮气对水分的吸附能力,达到对管道进行
2、干燥的目的。探讨了在理想状态下,低露点高纯氮气吸附管道中的水分的干燥方法,并参考干燥置换管道实例,对取得的试验数据进行分析得出了相关的试验结论。关键词管道干燥氮气置换高纯氮低露点DOI:10.3969/j.issn.1007-3426.2011.03.026天然气管道在输气过程中,如果管道内存在游氮气带走管道内残留水的速度比干空气快得多。液-6离水,会和天然气中的烃类、酸性组分(如H2S、氮经汽化加热后,其中水分含量低于110,相当CO2)等其他物质一起形成水合物,增加管输压降,于露点-75时对应的水分含量;而露点为-40-6降低输气管道的输送能
3、力,严重时还会堵塞阀门和的干空气对应水分含量为126.810(实际上,管道,影响正常供气,对管道的安全生产造成威在现场施工过程中干空气的露点低于-40是较[1-3]胁。难实现的,有的则直接用压缩空气来充当干空气)。因此,在管道投入运行之前,必须先进行干燥处干空气干燥系统主要由高压大排量移动式空压机、理,以保证其长周期安稳运行。国内外对天然气输风冷型高效空气冷却器、微热变压吸附式再生空气送管道进行干燥处理普遍采用的方法有:干空气干干燥器、粉尘过滤器、便携式露点仪、清管器等设备燥法、真空干燥法、氮气干燥法、干燥剂干燥法,目前[5-6]组成。设备多,噪声大,干空
4、气流量相对较小,[4]在工程施工中多采用干空气干燥法。干空气的露作业时间长。氮气干燥所需机具设备有:液氮槽车、点一般为-40,而氮气的露点为-75,因此氮气车载空气汽化器、水浴式加热炉、发电机、便携式露比干空气携水能力更强,干燥效果更好。同时干空点仪、清管器等。与氮气置换设备相比,只需增加便气干燥法要求空压机和制取干空气设备,因此干空携式露点仪,具有设备少,噪声小,氮气流量大,作业气干燥的使用还要受到现场设备的限制,而氮气干速度快的优点。采用液氮汽化氮气干燥工艺,管道燥的工艺设备相对简单,不易受到限制。因此,在积干燥与氮气置换一并进行,既可减少工期,又可降
5、低累了五年多的现场氮气置换经验的基础上,本文充工程投资。分分析了各种干燥方法的工作原理、干燥工艺、适用1天然气管道氮气干燥原理流程及关键参数范围和优缺点,同时还考虑了干燥效率、经济、安全、环保等诸多因素,提出了适用于天然气输送管道的1.1原理流程氮气干燥置换工艺。氮气干燥置换的原理流程是利用液氮槽车将液氮气干燥原理和干空气干燥原理相同,它们最氮运送到需要干燥的天然气管道、场站现场,与车载大区别在于氮气的含湿量比干空气含湿量低得多,空温式汽化器连接,将液氮汽化成常温氮气,然后再326天然气管道氮气干燥置换工艺及实际应用2011[7]经过加
6、热器,使常温干燥氮气加热到50~60m2=0.8188/1000V(3)-6(经加热后的干燥氮气水含量低于110,相当管道需干燥的水分量m:于露点-75时对应的水分含量),供给需进行干m=m0+m1-m2(4)燥的管道、设备使用,用露点仪或水分检测仪在管段氮气的干燥能力为H:[8]末端对天然气中水含量进行取样分析。根据SY/H=Hs-H0(5)T4114-2008!天然气输送管道干燥施工技术规范∀式中:Hs为假定出口温度饱和时空气的含水[9]3的规定,水露点不高于-20即为合格。其流程量,g/m;H0为露点为-75氮气的含水量,-33示意图见图1。0
7、.968310g/m。氮气每小时的干燥能力W:W=HQ(6)3式中:Q为氮气干燥置换的处理量,m/h。干燥时间t:t=m/W(7)经扫水后,实际管道中的水膜厚度约为管道粗糙度(即0.03mm~0.05mm)的3~5倍。综合扫所需设备:低温液体汽化器1套、水浴式加热器线效果及水膜厚度条件,干燥工期按计算时间t的[8]1套、柴油发电机组1套、液氮车1台。70%考虑。检测仪器:露点检测器或水分分析仪1台。氮气干燥置换的注氮量M:1.2关键参数计算M=t#Q(8)按液氮和氮气的换算,氮气在1个标准大气压、2现场试验35的状态下进行计算:1m的液氮转化为1个标3[7]
8、2.1管道概况准大气压、5状态下的气
