中原文96地下儲氣庫三甘醇吸收法脫水工藝

宋世昌 張堯 魏丹 徐秀梅中原油田設計院大慶石化公司質量檢驗中心

中原文96地下儲氣庫三甘醇吸收法脫水工藝

宋世昌1張堯1魏丹1徐秀梅21中原油田設計院2大慶石化公司質量檢驗中心

天然氣從文96氣田開采出來后，含水量較大，為滿足天然氣管道輸送要求，必須對天然氣進行脫水處理。根據(jù)中原地區(qū)冬季最低氣溫為-10℃，天然氣設計水露點為-15℃，采用三甘醇吸收脫水法工藝進行脫水。根據(jù)輸送要求，管輸氣體的水露點應比輸送條件下最低環(huán)境溫度低5℃；經(jīng)計算，三甘醇循環(huán)量約為4m3/h。文96氣田自2012年9月投產(chǎn)以來，已累計處理采出氣7000×104m3。

儲氣庫；采氣；脫水；三甘醇

隨著天然氣在能源結構中所占比例的不斷增大，由于供氣區(qū)與用戶區(qū)的年峰谷差、季峰谷差、意外事故等原因出現(xiàn)的供氣不平衡現(xiàn)象越來越明顯。根據(jù)天然氣管道系統(tǒng)運行經(jīng)驗，建立與輸氣管道相配套的地下儲氣庫是安全平穩(wěn)供氣和天然氣輸配系統(tǒng)高效運行的重要保證。

中原油田文96地下儲氣庫作為中石化第一座調峰型儲氣庫，與已建的榆林—濟南天然氣管道配套建設，目的是為了滿足榆林—濟南天然氣管道的調峰需要。儲氣庫的有效工作氣量為2.95×108m3，應急供氣能力為500×104m3/d。儲氣庫每年4～10月為注氣期，11～3月為采氣期。利用文96氣田夏季儲存的榆林—濟南天然氣管道輸送過來的天然氣，冬季將天然氣輸送給天然氣用戶，主要解決天然氣季節(jié)調峰問題。

采出氣溫度為10～30℃，壓力為8.0MPa；流量為500×104m3/d。

天然氣從文96氣田開采出來后，含水量較大，為滿足天然氣管道輸送要求，必須對天然氣進行脫水處理。根據(jù)中原地區(qū)冬季最低氣溫為-10℃，天然氣設計水露點為-15℃。采用三甘醇吸收脫水法工藝進行脫水。

產(chǎn)品氣溫度為10～30℃，壓力為7.6MPa，流量為500×104m3/d。

根據(jù)輸送要求，管輸氣體的水露點應比輸送條件下最低環(huán)境溫度低5℃。由于中原地區(qū)冬季最低氣溫為-10℃，因此經(jīng)脫水裝置處理后產(chǎn)出天然氣的設計水露點定為-15℃。采用三甘醇吸收脫水法工藝進行脫水，經(jīng)計算，三甘醇循環(huán)量約為4m3/h。

三甘醇脫水的工藝流程由高壓吸收及低壓再生兩部分組成。原料氣先經(jīng)吸收塔塔外和塔內的分離器除去游離水、液烴和固體雜質，如果雜質過多，還要采用過濾分離器。由吸收塔內分離器分出的氣體進入吸收段底部，與向下流過各層塔板或填料的甘醇溶液逆流接觸，使氣體中的水蒸氣被三甘醇溶液吸收。離開吸收塔的干氣經(jīng)氣體/貧三甘醇換熱器先使貧三甘醇進一步冷卻，然后進入管道外輸。

吸收了氣體中水蒸氣的三甘醇富液從吸收塔下側流出，先經(jīng)高壓過濾器除去原料氣帶入富液中的固體雜質，再經(jīng)再生塔頂回流冷凝器及貧/富甘醇換熱器（貧甘醇換熱器）預熱后進入閃蒸罐，分出被富甘醇吸收的烴類氣體。此氣體作為本裝置燃料氣，但含硫閃蒸氣則應灼燒后放空。從閃蒸罐底部流出的富甘醇經(jīng)過活性炭過濾器除去其中的固、液雜質后，再經(jīng)貧/富甘醇換熱器進一步預熱后進入再生塔精餾柱。從精餾柱流入重沸器的甘醇溶液被加熱到200℃（為達到天然氣-15℃的水露點，再生的貧三甘醇質量分數(shù)需達到99%以上，再生溫度要達到200℃），脫除所吸收的水蒸氣后再生成為貧三甘醇。

三甘醇吸收塔選用泡罩塔盤以適應流量的波動，處理量彈性范圍20%～150%。吸收塔尺寸為2000mm×19898mm×56mm；操作壓力6.0～7.6MPa；操作溫度60℃。

出口分離器尺寸為1800mm×7891mm× 48mm；操作壓力6.0～7.6MPa；操作溫度60℃。

套管換熱器尺寸為500mm×10000mm；換熱面積9.2m2；操作壓力6.0～7.6MPa；操作溫度60℃。

三甘醇過濾器：過濾介質為活性炭；尺寸為600mm×2100mm×18mm；操作壓力0.45MPa；操作溫度10～40℃；精度≥5μm。

閃蒸罐尺寸為1000m×3733mm×8mm；操作壓力0.45MPa；操作溫度60℃。

板翅式換熱器尺寸1000mm×3733mm× 8mm；操作壓力0.45MPa；操作溫度60℃。

三甘醇循環(huán)泵類型為柱塞計量泵；排量4.0m3/h；出口壓力8.0MPa。

三甘醇再生塔尺寸500mm×5000mm；操作壓力0.101MPa；操作溫度100～200℃。

文96氣田自2012年9月投產(chǎn)以來，已累計處理采出氣7000×104m3，運行情況與設計方案基本吻合，處理后的天然氣符合二類商品氣標準，脫水工藝保證了儲氣庫集注站的正常運行，也保證了儲氣庫調峰作用的正常發(fā)揮。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.4.015

基金論文：黑龍江省教育廳科學技術研究項目（12531075）、(12511006)；國家863計劃項目（2012AA061303）。