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媒体公告

毕业设计--三甘醇脱水系统模块设计(附图纸)

  用来控制进闪蒸罐和过滤器的富液温度,并祸首贫液的热量,使富液升温至148摄氏度左右进再生塔,以减轻重沸器的热负荷。最常用的是管壳式换热器。

  主要有再生塔和重沸器组成的溶液再生系统,其功能是蒸出富TEG溶液中的水分使之被提浓。由于TEG与水的沸点相差非常大,而且不产生共沸物,故再生塔只须2~3快理论塔板即可,其中一块为重沸器。重沸器一般都会采用釜式,在井场的装置可用火管加热,有条件的场合也可用蒸汽加热,

  三甘醇脱水工艺主要由甘醇吸收和再生两部分所组成,图1是三甘醇脱水的典型流程。含水天然气(湿气)先假如进口分离器,以出去气体中携带的液体和固体杂质,然后进入吸收塔。在吸收塔内原料气自下而上流经各塔板,与自塔顶向下六的贫甘醇液逆流接触,甘醇液吸收天然气中的水汽经脱水后的天然气的从塔顶流出。吸收了水分的甘醇富液自塔底流出,与在生后的贫甘醇液换热后在经闪蒸,过滤后在进入再生塔。这样既提高了富甘醇进入再生塔的温度,也降低了贫甘醇进吸收塔的温度,对于吸收再生都有利。流程中设置了闪蒸罐,可使部分溶解到富甘醇溶液中的烃类气体在闪蒸罐中分出,以减少再生塔中烃蒸汽的含量,富甘醇在再生塔提浓后,进入储罐内,然后由泵打如吸收塔循环使用。

  天然气三甘醇脱水系统中的主要工艺设备有三甘醇吸收塔、三甘醇加热炉、三甘醇再生塔、三甘醇循环泵、贫富甘醇换热器、水冷(空冷)、闪蒸罐等。

  在油田天然气甘醇脱水装置中,甘醇加热炉一般都会采用天然气明火加热炉,三甘醇的分解温度为206%,所以加热炉燃烧器就成为加热炉的核心部件。燃烧器性能的好坏直接影响加热炉的热效率,燃烧器性能不好,炉管局部温度过高,三甘醇大量分解变质,甚至造成炉管损坏。目前,国内较多采用的是负压引风式燃烧器,空气燃气比例不易调节,往往造成火焰温度偏低,降低了加热炉的热效率。全自动正压鼓风式燃烧器安全性能好,能自动调节空气燃气比例,火焰温度较高(可达1900~C),较大地提高了加热炉的热效率。

  与脱硫装置类似,过滤器的功能是除去TEG溶液中的固体粒子和溶解性杂质。常用的有固体过滤器和活性炭过滤器两种。前者为纤维制品,纸张或者玻璃纤维为滤料,除去5微米以上粒子。活性炭过滤器大多数都用在除去溶液中的溶解性杂质,如沸点高的烃类,表面活性剂,压缩机润滑油以及TEG将解产物等。

  1.摘要:天然气在离开油藏时或自地下储集层中采出的的天然气及脱硫后的天然气通常含有水蒸气,有些气还含有H2S和CO2,酸性气体会便管线和设备腐蚀,水蒸气在天然气的压力和温度改变时容易形成水化物,不符合天然气集输和深加工的要求,因此必须脱除天然气中的水蒸气、H2S和CO2。在油气田中常规的天然气脱水工艺是溶剂吸收法和固体干燥剂吸附法,目前普遍的使用的是甘醇吸收脱水和分子筛吸附脱水两种工艺方法。这两种方法应用的界限为要求净化后天然气中含水量的多少。也就是天然气水露点是多少。对天然气深冷分离装置要求天然气水露点必须很低,通常使用分子筛吸附脱水工艺。如果是为了能够更好的保证天然气集输过程中不形成水化物,通常使用三甘醇吸收脱水工艺。

  1-分离器2-吸收塔3-雾液分离器4-换冷器5-甘醇循环泵6-甘醇储罐7-贫-富甘醇溶液换热器8-闪蒸罐9-过滤器10-再生塔

  闪蒸罐的功能是闪蒸出溶液在TEG溶液中的烃类,以防止溶液发泡。闪蒸罐的操作压力为0.35~0.53MPa,溶液在罐内停留的时间为5~20MIN,对于重烃含量低的贫天然气,一般停留10MIN就足够了。如果原料器中所含重烃和TFG溶液形成了乳状液就会导致溶液发泡,此时应使溶液升温约65摄氏度,停滞时间达到20min左右才能使之破乳而闪蒸出烃类。

  三甘醇再生塔在正常生产时,在塔顶排出的水蒸气中不可避免地会含有部分轻烃,轻烃所占比例随天然气中重组分含量的不同而不同,这部分轻烃通常直接排入大气中,既对周围大气环境能够造成污染,又易发生火灾事故,因为再生塔底就是明火加热炉。,在三甘醇再生塔顶的出口连接一台冷凝器,用三甘醇吸收塔出来的富三甘醇作为冷源,使水蒸气和轻烃全部冷凝下来,再进行分离处理,既减少了大气污染,又回收了轻烃,一举两得。再生后的贫三甘醇通过二级换热,经甘醇泵增压后进入天然气脱水塔,如果考虑减少能耗,加大热量回收,必须增加换热器面积,但是这样会造成贫三甘醇进泵阻力增加(因为加热炉为常压),甘醇泵易发生抽空现象,如果采用较小的换热面积来减少泵阻力,则热量回收率低,加热炉负荷要相应增大,增大了装置能耗。在设计该部分工艺时,可把甘醇循环泵设置在两级换热器之间,这样既能够更好的降低甘醇泵入口流阻,又可以加大二级换热器的换热面积,同时严格计算一级换热器阻力损失和甘醇泵安装高度,以防止抽空,改造后的装置最大限度地回收了贫三甘醇余热,降低了能耗。三甘醇吸收塔一般都会采用泡罩塔板,1.5~3块理论板。

  ①加热炉燃烧器宜选用正压鼓风式燃烧器,可提高加热炉的热效率;②再生塔顶水蒸气中的轻烃宜回收利用,既有经济效益又有社会效益;③甘醇循环泵宜设置在两级换热器之间,最大限度地回收贫三甘醇余热,节约能源;④吸收塔宜采用规整填料,减少三甘醇损失。

  其功能是分离掉原料气中夹带的固体液体,如沙子,管线腐蚀物,液态烃以及井下作业使用的化学药剂等。常用卧式或者立式的重力分离器,内装金属网除沫器。如原料器中夹带有很多的细小固体粒子,应考虑用过滤式或者水洗式旋风旋风分离器。

  可以采用填料塔或者板式塔,塔顶应设置除沫器。在板式塔中虽然泡罩塔的效率略低于浮阀塔,但是由于TEG溶液比较粘稠,而塔内的液/气比较低,故采用泡罩塔盘更为适宜。

  常见的三甘醇脱水装置大致上可以分为吸收和再生两部分,分别应用了吸收,分离气液接触,传质,传热和和抽提等原理,露点降通常能够达到30~60摄氏度最高可达到85度。我们此次设计的脱水项目为:原料气处理量:50*104立方米/天;原料气进单元压力:4.0MPa;原料气进单元温度:20摄氏度;水露点:-10摄氏度;原料气组成。

  三甘醇(TEG)学名三乙二醇醚,分子式为OH(CH2).O(CH2)2O(CH2)2OH,是环氧乙烷水合制度乙二醇的副产品,也可由环氧乙烷和乙二醇的作用而得,起主要特性如下,从其分之结构能够准确的看出三甘醇的亲水特性之所以较好是因为还有三个游离的氧原子,能够与水中的氢原子形成氢键。除此之外,三甘醇的热稳定性好,其黏度和液烃中的溶解度较低等因素,也促使它成为最为普遍的使用的天然气脱水溶剂。