宋世昌 張堯 魏丹 徐秀梅中原油田設(shè)計(jì)院大慶石化公司質(zhì)量檢驗(yàn)中心

中原文96地下儲(chǔ)氣庫(kù)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(shè)計(jì)院2大慶石化公司質(zhì)量檢驗(yàn)中心

天然氣從文96氣田開(kāi)采出來(lái)后，含水量較大，為滿足天然氣管道輸送要求，必須對(duì)天然氣進(jìn)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(shè)計(jì)水露點(diǎn)為-15℃，采用三甘醇吸收脫水法工藝進(jìn)行脫水。根據(jù)輸送要求，管輸氣體的水露點(diǎn)應(yīng)比輸送條件下最低環(huán)境溫度低5℃；經(jīng)計(jì)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(lái)，已累計(jì)處理采出氣7000×104m3。

儲(chǔ)氣庫(kù)；采氣；脫水；三甘醇

隨著天然氣在能源結(jié)構(gòu)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(lái)越明顯。根據(jù)天然氣管道系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，建立與輸氣管道相配套的地下儲(chǔ)氣庫(kù)是安全平穩(wěn)供氣和天然氣輸配系統(tǒng)高效運(yùn)行的重要保證。

中原油田文96地下儲(chǔ)氣庫(kù)作為中石化第一座調(diào)峰型儲(chǔ)氣庫(kù)，與已建的榆林—濟(jì)南天然氣管道配套建設(shè)，目的是為了滿足榆林—濟(jì)南天然氣管道的調(diào)峰需要。儲(chǔ)氣庫(kù)的有效工作氣量為2.95×108m3，應(yīng)急供氣能力為500×104m3/d。儲(chǔ)氣庫(kù)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(chǔ)存的榆林—濟(jì)南天然氣管道輸送過(guò)來(lái)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(diào)峰問(wèn)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(kāi)采出來(lái)后，含水量較大，為滿足天然氣管道輸送要求，必須對(duì)天然氣進(jìn)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(shè)計(jì)水露點(diǎn)為-15℃。采用三甘醇吸收脫水法工藝進(jìn)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(diǎn)應(yīng)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(shè)計(jì)水露點(diǎn)定為-15℃。采用三甘醇吸收脫水法工藝進(jìn)行脫水，經(jīng)計(jì)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(nèi)的分離器除去游離水、液烴和固體雜質(zhì)，如果雜質(zhì)過(guò)多，還要采用過(guò)濾分離器。由吸收塔內(nèi)分離器分出的氣體進(jìn)入吸收段底部，與向下流過(guò)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(kāi)吸收塔的干氣經(jīng)氣體/貧三甘醇換熱器先使貧三甘醇進(jìn)一步冷卻，然后進(jìn)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(cè)流出，先經(jīng)高壓過(guò)濾器除去原料氣帶入富液中的固體雜質(zhì)，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(yù)熱后進(jìn)入閃蒸罐，分出被富甘醇吸收的烴類(lèi)氣體。此氣體作為本裝置燃料氣，但含硫閃蒸氣則應(yīng)灼燒后放空。從閃蒸罐底部流出的富甘醇經(jīng)過(guò)活性炭過(guò)濾器除去其中的固、液雜質(zhì)后，再經(jīng)貧/富甘醇換熱器進(jìn)一步預(yù)熱后進(jìn)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(dá)到天然氣-15℃的水露點(diǎn)，再生的貧三甘醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)需達(dá)到99%以上，再生溫度要達(dá)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(pán)以適應(yīng)流量的波動(dòng)，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(guò)濾器：過(guò)濾介質(zhì)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(lèi)型為柱塞計(jì)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(lái)，已累計(jì)處理采出氣7000×104m3，運(yùn)行情況與設(shè)計(jì)方案基本吻合，處理后的天然氣符合二類(lèi)商品氣標(biāo)準(zhǔn)，脫水工藝保證了儲(chǔ)氣庫(kù)集注站的正常運(yùn)行，也保證了儲(chǔ)氣庫(kù)調(diào)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(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（12531075）、(12511006)；國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目（2012AA061303）。