【正文】 合國家標準《天然氣》（GB178201999）中二類氣的技術(shù)指標。其有關(guān)參數(shù)如下：產(chǎn)品氣質(zhì)量 40104m3/d產(chǎn)品氣溫度 ≤40 186。C產(chǎn)品氣壓力 ~H2S含量 ≤20mg/m3總硫含量（以硫計）≤200mg/m3CO2含量 ≤3%水露點 ≤8 186。C() 根據(jù)中國石油西南油氣田分公司編制的該區(qū)域氣田開發(fā)部署情況，結(jié)合該區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有凈化廠處理能力及應(yīng)急能力調(diào)配方案，本工程天然氣總處理規(guī)模確定為150103m3/d,年開工時間按8000小時計。甘醇脫水裝置主要由吸收系統(tǒng)和再生系統(tǒng)兩部分組成。工藝過程的核心設(shè)備是吸收塔。天然氣脫水過程在吸收塔內(nèi)完成，在再生塔內(nèi)完成甘醇富液的再生。原料天然氣從吸收塔的底部進入，與從塔頂進入的甘醇貧液在塔內(nèi)逆流接觸，脫水后的天然氣從吸收塔頂部離開，甘醇富液從吸收塔底部離開，富液經(jīng)過再生塔頂部冷凝器的盤管升溫后進入閃蒸罐，離開閃蒸罐的兒液相經(jīng)過過濾器過濾后流入貧/富液換熱器、緩沖罐，進一步升溫后進入再生塔。在再生塔內(nèi)經(jīng)過加熱時甘醇富液中的水分在低壓、高溫下脫除，再生后的貧液經(jīng)貧富液換熱器冷卻后，經(jīng)甘醇泵泵入吸收塔頂部循環(huán)使用。其工藝流程圖如下：通常采用的脫水工藝方法有溶劑脫水法和固體干燥劑吸附法。溶劑吸收法具有設(shè)備投資和操作費用較低的優(yōu)點，較適合大流量高壓天然氣的脫水，脫水吸收劑應(yīng)該對天然氣中的水蒸氣有很強的親和能力，熱穩(wěn)定性好，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，容易再生，蒸氣壓低，對天然氣和液烴的溶解度低，起泡和乳化傾向小，對設(shè)備無腐蝕，同時還應(yīng)價廉易得。常用的脫水吸收劑是甘醇類化合物，尤其是三甘醇因其露點降大，成本低和運行可靠，在甘醇類化合物中經(jīng)濟性最好，因而廣為使用。 當要求天然氣露點降至3070 186。C時，通常應(yīng)采用甘醇脫水。甘醇法脫水主要用于天然氣露點符合管道輸送要求的場合，一般建在集中處理廠（濕氣來自周圍井和集氣站）、輸氣首站或者天然氣脫硫脫碳裝置的下游。表31 天然氣脫水方法方法名稱分離原理示例特點應(yīng)用情況低溫工藝（冷凍分離）高壓天然氣節(jié)流膨脹降溫能同時控制水露點、烴露點適用于高壓天然氣溶劑吸收法 天然氣與水分在脫水溶劑中溶解度的差異氯化鈣水溶液 便宜，露點降較低（10～25℃）適用于邊遠、寒冷氣井氯化鉬水溶液對水有很高的容量，露點降為22～36℃由于價高，一般不使用甘醇胺溶液同時脫水、攜帶損失大、再生溫度要求高、露點降低于三甘醇脫水僅限于酸性天然氣脫水二甘醇水溶液（DEG）對水有較高的容量、溶液再生容易、再生度不超過95%。露點降低于三甘醇脫水，攜帶損失大。新裝置多不采用三甘醇水溶液（TEG）對水有高的濕容量、再生容易、%，蒸汽壓低、攜帶損失小、露點降高（28～58℃）應(yīng)用最普遍固體吸附法利用多孔介質(zhì)表面對不同組分的吸附作用活性鋁土礦便宜、濕容量低、露點降低活性氧化鋁濕容量較活性鋁土礦高、干氣露點可達73℃，但能耗高不宜處理含硫天然氣硅膠濕容量高，易破碎一般不單獨使用分子篩高濕容量、高選擇性、露點降大于120℃應(yīng)用于深度脫水化學(xué)反應(yīng)法利用與的化學(xué)反應(yīng)可使氣體完全脫水，但再生困難用于水分測定水是天然氣從采出至消費的各個處理加工步驟中最常見的雜質(zhì)組分，且其含量經(jīng)常達到飽和。冷凝水的局部積累將限制管道中天然氣的流率，降低輸氣量，而且水的存在使輸氣過程增加了不必要的動力消耗；液相水與CO2或H2S接觸后會產(chǎn)生具有腐蝕性的酸，H2S不僅導(dǎo)致常見的電化學(xué)腐蝕，它溶于水生成的HS還會促使陰極放氫加快，HS阻止原子氫結(jié)合為分子氫，從而造成大量原子態(tài)氫積聚在鋼材表面，導(dǎo)致鋼材氫鼓泡、氫脆及硫化合物應(yīng)力腐蝕開裂（SSC）；濕天然氣中經(jīng)常遇到的另一個麻煩問題是，其中所含水分和小分子氣體及其混合物可在較高的壓力和溫度高于0 186。C的條件下，形成一種外觀類似于冰的固體水合物。因此，天然氣一般都應(yīng)先經(jīng)脫水處理，使之達到規(guī)定的指標后才能進入輸氣干線。我國強制性國家標準規(guī)定：在天然氣交接點的溫度和壓力條件下，天然氣的水露點應(yīng)該比最低環(huán)境溫度低5 186。C。在CO2或H2S存在的情況下，目前海洋工程設(shè)計過程中認為只有當水露點比最低操作溫度低10 186。C時介質(zhì)不具有腐蝕性。甘醇類化合物具有很強的吸濕性，其水溶液冰點較低，故其被廣泛應(yīng)用于天然氣脫水。最初應(yīng)用于工業(yè)的是二甘醇（DEG），上世紀50年代后主要采用三甘醇（TEG），其熱穩(wěn)定性更好，容易再生，蒸氣壓更低，且相同質(zhì)量濃度下TEG可達到更大的露點降，而且TEG得毒性很微薄，沸點較高，常溫下基本不揮發(fā)，故使用時不會引起呼吸中毒，與皮膚接觸也不會造成傷害。因此，TEG脫水方法是天然氣工業(yè)中應(yīng)用最普遍的方法。TEG脫水裝置主要包括兩部分：天然氣在壓力和常溫下脫水；富TEG溶液在低壓和高溫下再生（提濃）。三甘醇脫水工藝流程圖所示流程包括了若干優(yōu)化操作方面的考慮，如以氣體TEG換熱器調(diào)節(jié)吸收塔頂溫度，以分流（或全部）富液換熱的方式控制進入閃蒸罐的富液溫度，以干氣汽提提高貧TEG的濃度，以及設(shè)置多種過濾器等。TEG富液由吸收塔底部流出，經(jīng)減壓后進入重沸器上部的富液精餾柱中的換熱盤管加熱后，進入閃蒸罐閃蒸，閃蒸氣進入燃料系統(tǒng)。閃蒸后的富液經(jīng)緩沖罐后與熱的貧TEG換熱，然后進入富液精餾柱，與來自重沸器的蒸汽逆流接觸而得到部分提濃。在重沸器內(nèi)，富液被加熱至約200 186。C，除去其中絕大部分水分。隨后，TEG溶液經(jīng)貧液精餾柱后進入緩沖罐，與自下而上的氣提氣逆流接觸而進一步提濃。高溫TEG貧液在緩沖罐中與TEG富液換熱后。經(jīng)冷卻器冷卻，再經(jīng)TEG循環(huán)泵升壓后返回吸收塔上部。（1）原料氣分離器 進入吸收塔的原料氣一般都含有固體和液體雜質(zhì)。實踐證明，即使吸收塔與原料氣分離器位置非常近，也應(yīng)該在二者之間安裝入口分離器。此分離器可以防止新鮮水或鹽水、液烴、化學(xué)劑或水合物抑制劑以及其他雜質(zhì)等大量和偶然進入吸收塔中。即使這些雜質(zhì)數(shù)量很少，也會給吸收和再生系統(tǒng)帶來很多問題：① 溶于甘醇溶液中的液烴可降低溶液的脫水能力，并使吸收塔中甘醇溶液起泡。不溶于甘醇溶液的液烴也會堵塞塔板，并使重沸器表面結(jié)焦；② 游離水增加了甘醇液循環(huán)流率、重沸器熱負荷和燃料用量；③ 攜帶的鹽水（隨天然氣一起來自地層水）中所含鹽類，可使設(shè)備和管線產(chǎn)生腐蝕，沉積在重沸器火管表面上還可使火管表面局部過熱產(chǎn)生熱斑甚至燒穿；④ 化學(xué)劑（例如緩沖劑、酸化壓裂液）可使甘醇溶液起泡，并具有腐蝕性。如果沉積在重沸器火管表面上，也可使其局部過熱；⑤ 固體雜質(zhì)（例如泥沙、鐵砂）可使溶液起泡，使閥門、泵受到侵蝕，并可堵塞塔板或填料。（2）吸收塔 濕天然氣氣流中含有較高的CO2，不能使用碳鋼。推薦使用碳鋼內(nèi)襯316L，不銹鋼，依據(jù)工藝提供的計算模型依據(jù)，確定內(nèi)襯的最高位置，一般到1/2位置，接觸塔頂不需要內(nèi)襯，那里的干氣腐蝕性較弱。（3）天然氣/甘醇換熱器 該換熱器一面是貧甘醇，另一側(cè)是脫水氣，兩種流體的腐蝕性都很弱。因此，碳鋼加3mm腐蝕性就滿足要求。（4）回流冷凝器和塔頂管線 回流冷凝器和塔頂管線有水或甘醇水溶液冷凝，因此腐蝕嚴重。除水蒸氣外，塔頂?shù)臍饬髦羞€含有CO2，以及被蒸出的甘醇輕度降解產(chǎn)物。這些物質(zhì)溶解于冷凝水中，形成腐蝕性溶液。需要耐腐蝕性金屬來控制腐蝕，推薦使用奧氏體不銹鋼316L。而304L和304L有過失敗的事例，不推薦采用304L材質(zhì)。雖然馬氏體材質(zhì)同樣具有良好的抗CO2腐蝕的性能，但由于馬氏體材質(zhì)的焊接性能較弱，不推薦采用馬氏體不銹鋼。（5）TEG精餾柱 考慮到精餾柱中的溫度高于100 186。C，此時有少量的水蒸氣和溶解的氣體，有一定的腐蝕性，推薦不使用不銹鋼316L。（6）TEG再生塔 重沸器內(nèi)通常只有輕微的腐蝕性，因為大部分水和溶解的氣體在閃蒸罐中北蒸發(fā)。但是，如果有固體沉積，在重沸器底部和火管上會產(chǎn)生腐蝕，可采用增加過濾設(shè)備的方法解決。推薦使用碳鋼材質(zhì)3mm腐蝕裕量。（7）閃蒸罐預(yù)熱后的富甘醇將被閃蒸以去除溶解于TEG溶液中烴類氣體