【正文】 NGL）組分，回收其中的 C2+或 C3+，并解決天然氣輸送的烴露點(diǎn)控制問(wèn)題。天然氣超音速脫水技術(shù)易于形成體積小、質(zhì)量輕、成本低、可靠性高的橇裝設(shè)備 ,非常適合單井集氣工藝的井口、多井集氣工藝的集氣站的天然氣脫水、脫烴。 超音速分離器 (Super Sonic Separator 簡(jiǎn)稱(chēng) 3S)，是俄羅斯專(zhuān)家團(tuán)將航天技術(shù)的空氣動(dòng)力學(xué)成果應(yīng)用于油氣田天然氣處理、加工領(lǐng)域而研發(fā)的新型、高效分離設(shè)備。 油氣田天然氣脫水、脫烴技術(shù)的重大突破 北京金都源泉科技發(fā)展有限公司從 俄羅斯獨(dú)家引進(jìn)了一種有效的分離和加工天然氣的新技術(shù) 3S 超音速分離技術(shù)。與其它脫水方法比較，天然氣超音速脫水技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)： ① 天然氣超音速脫水系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，需要的設(shè)備少，易形成橇裝系 統(tǒng)。 請(qǐng)問(wèn)樓上，長(zhǎng)慶二廠應(yīng)用的效果如何，我非常想了解，長(zhǎng)慶這個(gè)項(xiàng)目超音速分離器的處理量，進(jìn)入分離器前后的溫度和壓力，進(jìn)入超音速之前需要做哪些預(yù)處理。 我也一直在關(guān)注超音速分離技術(shù)。對(duì)于氣溫比較高的地區(qū) (如四川 ) ,經(jīng)過(guò)天然氣超音速分離系統(tǒng)處理后 ,天然氣的水露點(diǎn)可滿(mǎn)足外輸?shù)囊?,因此可以替代傳統(tǒng)的脫水系統(tǒng) 。而且超音速分離脫水裝置可有效脫除氣流中的 CO H2 S 等 氣體 和汞等雜質(zhì) ,避免了這些物質(zhì)對(duì)天然氣處理工藝的影響。天然氣超音速分離技術(shù)容易形成體積小、 質(zhì)量 輕、成本低、可靠性高的脫水橇 ,并可以充分利用天然氣的壓力能 ,非常適合氣田天然氣脫水及油田伴生氣和凝析氣田氣脫水 ,取代加熱、注醇、低溫分離和三甘醇 脫水等 系統(tǒng) 。油田伴生氣和凝析氣田氣通常采用透平膨脹機(jī)制冷脫水技術(shù)。 超音速分離脫水技術(shù)用于 石油 天然氣脫水工藝中 ,具有很高的運(yùn)轉(zhuǎn)安全性和可靠性 ,并 能獲得很好的經(jīng)濟(jì)收益 ,并可很好解決天然氣輸送的水露點(diǎn)控制問(wèn)題。超音速分離器 應(yīng)用 了熱力學(xué)第一定律的 原理 ,通過(guò)增加進(jìn)口氣流速度 ,將氣流壓力能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能來(lái)獲得溫降。江漢機(jī)械研究所與有關(guān)單位進(jìn)行了 基礎(chǔ) 理論研究以及計(jì)算機(jī)數(shù)值 模擬 研究工作 ,取得了一系列成果 ,推出了幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。 Twister 公司為馬來(lái)西亞的 Sarawak 氣田 設(shè)計(jì) 一套超音速分離天然氣處理裝置 ,該 項(xiàng)目 已于 2020 年 2 月投入生產(chǎn)。 超音速分離技術(shù)是荷蘭的 Twister 公司于 2020年推出的一種全新的天然氣處理技術(shù)。透平膨脹機(jī)制冷脫水技術(shù) 和 J T 閥脫水技術(shù)是油氣田生產(chǎn)過(guò)程中常用的兩種方法 ,它們可充分利用天然氣自身 壓力 進(jìn)行膨脹制冷 ,有效脫出天然氣中的水分 ,降低天然氣的水露點(diǎn) ,但是這些技術(shù)也存在著許多缺點(diǎn) ,如 設(shè)備 龐大、投資高、能耗大、需要加注 化學(xué) 藥劑等 ,還會(huì)造成一 定的環(huán)境污染。 天然氣進(jìn)入輸送管路前進(jìn)行集中處理的重要的環(huán)節(jié)。該項(xiàng)技術(shù)是利用天然氣自身壓力能，通過(guò)拉瓦爾噴管加速到超音速，使天然氣溫度和壓力急劇下降，在超音速下產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣流旋轉(zhuǎn)將液滴分離出來(lái)，并對(duì)干氣進(jìn)行再壓縮，達(dá)到脫水效果。 新疆油氣田天然氣主要采用三甘醇和 J—T 閥低溫脫水技術(shù)。 國(guó)產(chǎn)天然氣三甘醇脫水撬裝裝置在工藝流程、自動(dòng)化控制、燃燒方式等關(guān)鍵環(huán)節(jié)突破了國(guó)外產(chǎn)品模式，脫水能力、三甘醇損耗率、撬裝化水平、安全可靠性和節(jié)能環(huán)保等部分關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于或超過(guò)國(guó)外產(chǎn)品，成 套裝置和生產(chǎn)成本大幅度降低，完全滿(mǎn)足了我國(guó)天然氣開(kāi)發(fā)建設(shè)的需要，并為今后參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)奠定了基礎(chǔ)。由于國(guó)內(nèi)三甘醇脫水撬裝裝置的工藝技術(shù)發(fā)展相對(duì)滯后，長(zhǎng)期以來(lái)，市場(chǎng)一直被美國(guó)、加拿大等國(guó)外公司壟斷。該產(chǎn)品的研制成功進(jìn)一步提升了國(guó)內(nèi)天然氣脫水工藝水平，填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)撬裝天然氣三甘醇脫水裝置在新疆天然氣市場(chǎng)應(yīng)用的空白。其中： ① 進(jìn)口冷卻器的作用是降低進(jìn)入分離器的天然氣溫度，在相同的條件下可以達(dá)到更低的露點(diǎn)，有利于提高脫水的深度； ② 氣 –氣換熱器的作 用是使進(jìn)口天然氣與輸出的低溫干氣進(jìn)行換熱，可以進(jìn)一步降低進(jìn)口天然氣的溫度，并且提高輸出干氣的溫度； ③ 進(jìn)口分離器的作用是分出天然氣中包含的細(xì)小固體顆粒和小液滴，減小超音速分離器的載荷和磨損； ④ 氣液分離器的作用是從分離后的液體中進(jìn)一步分離出氣體，并將氣體輸入干氣系統(tǒng)。分離出的凝析液經(jīng)過(guò)一個(gè)液體除氣裝置除去帶出的部分氣體，并將這部分氣體與干氣流匯合。（ 1–拉瓦爾噴管； 2–分離葉片； 3–氣 –液分離器； 4–擴(kuò)壓器）它是由拉瓦爾噴管、分離葉片、氣 液分離器、擴(kuò)壓器組成。 1. 旋流分離器 超音速旋流分離器是天然氣超音速脫水系統(tǒng)的核心設(shè)備。 天然氣超音速脫水技術(shù)屬于天然氣脫水方法中的低溫冷凝法。這種技術(shù)我們常用來(lái)作為高溫地區(qū)正壓通風(fēng)儀表盤(pán)的降溫設(shè)備，也是近年來(lái)新開(kāi)發(fā)的技術(shù)。由于天然氣高速通過(guò)脫水系統(tǒng)，因此在相同處理能力下，其體積較??； ② 天然氣超音速脫水系統(tǒng)沒(méi)有大的轉(zhuǎn)動(dòng)部件和化學(xué)處理系統(tǒng)，其可靠性很高，日常維護(hù)很少，允許在最苛刻環(huán)境中運(yùn)轉(zhuǎn)，易實(shí)現(xiàn)無(wú)人職守； ③ 天然氣超音速脫水技術(shù)利用天然氣本身的壓力工作，能夠在瞬間啟動(dòng)和停止工作，并且不需要大量的外部能源供應(yīng)； ④ 工藝工程中不添加化學(xué)藥劑，避免了化學(xué)藥品對(duì)環(huán)境的危害； ⑤ 天然氣超音速脫水系統(tǒng)投資少，操作方便，可靠性高，不需外加動(dòng)力，故其運(yùn)行費(fèi)用低。 天然氣超音速脫水技術(shù) 是 2020 年由 Shell（殼牌）公司引入到天然氣領(lǐng)域的新型脫水技術(shù)，它 是利用天然氣在超音速狀態(tài)下的蒸汽冷凝現(xiàn)象進(jìn)行天然氣脫水，在熱力學(xué)原理和系統(tǒng)構(gòu)成上與傳統(tǒng)的天然氣脫水方法有顯著的區(qū)別。膜分離裝置都是撬裝的，實(shí)踐證明：膜分離裝置對(duì)氣體處理量和 CO2 的含量不存在上限的問(wèn)題，操作費(fèi)用較低，投資和費(fèi)用與胺法或甘醇法相當(dāng)；靈活性大、適應(yīng)性強(qiáng)；設(shè)備簡(jiǎn)單、緊湊，占用空間小，質(zhì)量小；平均停工頻率較低（為 %，胺法為 2%）；對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響較小。not。主要介紹一下膜分離法和超音速脫水法吧 ~~ 膜分離技術(shù) 是近 20 多年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新的分離技術(shù)。天然氣脫水工藝國(guó)內(nèi)外都比較成熟，具體選擇主要看你的脫水深度、處理量和其他介質(zhì)條件，上面幾位把主要方式都說(shuō)了，具體標(biāo)準(zhǔn)一般是水落點(diǎn)在 30℃ 以上，可采用的有乙二醇防 凍的低溫分離、三甘醇吸收分離、氯化鈣、三氧化鋁或硅膠吸附分離等，低于此溫度的就只能用分子篩吸附或甲醇防凍低溫脫水工藝了，膜分離理論上沒(méi)有什么問(wèn)題，主要是成本目前還居高不下了；超音速分離是最近發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，前提是需要有可利用的壓力能，還不知道技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與傳統(tǒng)方式是否有競(jìng)爭(zhēng)性可言。 如有興趣我可以詳細(xì)介紹上述各種脫水方法。目前國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)該種脫水裝置技術(shù)較成熟。 溶劑吸收法工藝主要 應(yīng)用于天然氣凈化廠，適合大產(chǎn)量處理。應(yīng)用效果不錯(cuò)。此種方法主要需要有天然氣本身具有一定的壓力富余量。各種常規(guī)方法都有提 及 常規(guī)的就是吸附法，吸收法脫水 (胺液 MDEA/DEA，甘醇 DEG/TEG 等 )和分子篩吸附脫水 分子篩技術(shù)應(yīng)該是最先進(jìn)，分子篩需再生，要考慮再生氣，加熱爐等現(xiàn)在天然氣脫水主要采用的方法是冷卻法、吸附法、溶劑吸收法、超音速脫水等。再生所需要的干氣在加熱器中被加熱至 200 ℃ ,進(jìn)入吸附塔 ,帶走分子篩中的水分 ,以達(dá)到干燥分子篩的目的 ,再生后的再生氣返回管網(wǎng)。脫水合格的輕烴經(jīng)過(guò)板式換熱器加熱后 ,送出界區(qū)進(jìn)入脫丁烷塔。 (3) 為了保證脫水精度 ,除了優(yōu)選一種性能優(yōu)異的脫水分子篩外 (美國(guó) UOP 公司 4A 型分子篩 ) ,還選用 3 座吸附塔進(jìn)行吸附 再生 ,正常工作是 2 臺(tái)串聯(lián)使用 ,1 臺(tái)備用。 (2) 經(jīng)冷卻的液烴進(jìn)入油水分離罐進(jìn)行分離 ,在罐底設(shè)一小的分水包 , 油水分離罐設(shè)計(jì)尺寸為 Ф1 200 mm 8 mm 2 766 mm ,以保證停留時(shí)間在 30 min 以上 ,從而使油水徹底分離 ,分出的水回到氣 體處理廠污水處理 排放系統(tǒng)中 ,液烴經(jīng)原料輸送泵進(jìn)入吸附塔中。另一方面使熱的原料冷卻至 55 ℃ ,再將其通過(guò)一空冷器 ,冷卻至 40～ 50 ℃ (比直接將 110 ℃ 原料經(jīng)空冷器冷卻至 40 ～ 50 ℃ 時(shí)節(jié)能 ) 。另外 ,盡量減少對(duì)老裝置工藝參數(shù)的影響 ,并充分采用新技術(shù)、新工藝 ,有效的利用和節(jié)約能源 ,降低消耗。針對(duì) C+4 混合組分物料 ,通過(guò)對(duì)現(xiàn)有輕烴液相脫水技術(shù)的工藝、脫水設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造、節(jié)能等方面進(jìn)行詳盡的研究比較 ,最終計(jì)算并設(shè)計(jì)出適合該廠物料物性的行之有效的一套分子篩液相脫水新工藝 ,流程圖見(jiàn)圖 2。經(jīng)干氣冷卻后的貧三甘醇由吸收塔的頂部進(jìn)入吸收塔，與天然氣逐級(jí)接觸，脫除濕天然氣中的水分后由塔底回流到再生撬，完成三甘醇系統(tǒng)的閉式循環(huán)。貧甘醇在經(jīng)貧 /富甘醇換熱器由富甘醇冷卻后進(jìn)入到三甘醇緩沖罐。從閃蒸罐流出的三甘醇經(jīng)固體濾器和活性炭濾器濾出夾帶的 雜質(zhì)顆粒，作為冷卻劑在蒸餾塔頂部與再沸器內(nèi)上升的蒸汽進(jìn)行一次換熱，在經(jīng)二級(jí)貧/富甘醇換熱器換熱后，由蒸餾塔下部的進(jìn)液口進(jìn)入三甘醇再沸器。 在吸收塔上吸收了天然氣中水分而變富的甘醇溶液，由液位控制器調(diào)節(jié)流到甘醇再生撬。從二級(jí)洗滌器出來(lái)的天然氣（濕氣）進(jìn)入吸收塔下部的分液包，出去天然氣中夾帶的液滴和固體顆粒，進(jìn)入吸收塔上部的 8層浮閥塔盤(pán)，與貧甘醇逆向接觸