三甘醇脫水裝置在山西沁水煤層氣處理中心的應(yīng)用

三甘醇脫水裝置在山西沁水煤層氣處理中心的應(yīng)用

本工程位于山西省東南部，太行山西麓沁水盆地南部，行政隸屬于山西省晉城市沁水縣。距西氣東輸管道約35km。區(qū)域位置一工程概況主要物性及集輸特點(diǎn)一工程概況

煤層氣主要是以大分子團(tuán)的吸附狀態(tài)存在于地下煤層中。沁水盆地煤層氣CH4含量高，CO2含量較少，不含H2S和C3以上烴類；單井產(chǎn)氣量低，井口壓力低。因此，煤層氣經(jīng)過增壓處理才可就近進(jìn)入西氣東輸管道，氣質(zhì)應(yīng)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)《天然氣》（GB17820）中Ⅱ類氣質(zhì)指標(biāo)要求。因原料氣中不含重?zé)N，CO2含量小于3%，故只需在處理中心增壓后脫水滿足水露點(diǎn)要求即可外輸。

工程規(guī)模一項(xiàng)目概況：：氣田總體工藝流程集氣站（分離增壓）進(jìn)站：0.08MPa出站：1.4MPa集氣管線采氣干線井場(chǎng)（多井串接）0.2～0.5MPa外輸管線西氣東輸管線進(jìn)站：5.0MPa出站：10.0MPa處理中心（增壓脫水）進(jìn)廠：1.0MPa出廠：5.7MPa一項(xiàng)目概況

中石油山西沁水盆地煤層氣處理中心位于山西省晉城市沁水縣端氏鎮(zhèn)金峰村，總占地面積為93畝。設(shè)計(jì)總處理規(guī)模30×108m3/a。2009年一期工程建成10×108m3/a，主要處理中國石油樊莊、鄭莊區(qū)塊及周邊煤層氣企業(yè)來的煤層氣。一期工程主要設(shè)置清管器接收筒3具，過濾分離器4具，電驅(qū)往復(fù)式壓縮機(jī)組4臺(tái)（4800kW和1600kW各兩臺(tái)，單機(jī)排量分別為150×104m3/d和50×104m3/d），三甘醇脫水裝置2套（單套處理規(guī)模150×104m3/d）及相應(yīng)的公用和配套系統(tǒng)。處理中心工程概況一項(xiàng)目概況干線來氣清管接收過濾分離增壓裝置脫水裝置外輸計(jì)量清管外輸壓力1.0MPa壓力0.9MPa壓力6.0MPa壓力5.8MPa壓力5.7MPa干線計(jì)量處理中心總工藝流程一項(xiàng)目概況

一項(xiàng)目概況一項(xiàng)目概況二脫水裝置選擇脫水工藝方法選擇二脫水裝置選擇

自地下儲(chǔ)集層中采出的煤層氣一般都含有飽和水,其存在會(huì)對(duì)其輸送和加工造成較大困難。為了使煤層氣在管道輸送和加工過程中符合一定的質(zhì)量要求如符合水露點(diǎn)或水含量指標(biāo)等,必須對(duì)其進(jìn)行脫水處理。煤層氣脫水就是脫除天然氣中的水蒸氣,使其露點(diǎn)達(dá)到一定的要求。用于脫水的工藝方法主要有低溫分離、固體吸附和溶劑吸收三類方法。二脫水裝置選擇項(xiàng)目

三甘醇法

節(jié)流膨脹法

分子篩法優(yōu)點(diǎn)操作溫度下溶劑穩(wěn)定，吸濕性高，露點(diǎn)降高；容易再生成99%以上的濃度；蒸氣壓低，氣相攜帶損失?。谎b置投資及運(yùn)行費(fèi)用較低；進(jìn)出裝置的壓降小。適用于大裝置，其設(shè)備投資、操作費(fèi)用低裝置工藝流程及操作簡(jiǎn)單，占地面積??；裝置投資及運(yùn)行費(fèi)用低；脫水后干氣中水含量可低于1ppm，水露點(diǎn)可低于-90℃；對(duì)進(jìn)料氣體溫度、壓力、流量變化不敏感；操作簡(jiǎn)單，占地面積較?。粺o嚴(yán)重腐蝕和發(fā)泡方面的問題。缺點(diǎn)存在輕質(zhì)油時(shí)，會(huì)有一定程度的發(fā)泡傾向，有時(shí)需加入消泡劑；含酸性組分的在脫水時(shí)，會(huì)腐蝕設(shè)備、管道，使三甘醇溶液呈酸性，有時(shí)需加入緩蝕劑或中和劑；不能脫除中含有的凝析油。只適用于高壓；對(duì)于壓力不高的節(jié)流降溫不足，達(dá)不到水露點(diǎn)要求；如果沒有足夠的壓降可以利用，需要增壓或外供冷源。對(duì)于大裝置，其設(shè)備投資和操作費(fèi)用高；吸附劑易破碎；再生過程耗熱量大，能耗高；不適用于含有凝析油的脫水。適用場(chǎng)所適用于大裝置，設(shè)備投資、操作費(fèi)用低和油氣田無自由壓降可利用，只需滿足管輸商品氣水露點(diǎn)要求、脫水深度不深場(chǎng)合。有充足的壓力降可以利用的氣田或需同時(shí)脫水、脫烴的裝置。水露點(diǎn)要求低，需要深度脫水的場(chǎng)合。推薦三甘醇法單套裝置規(guī)模的確定二脫水裝置選擇

處理中心建設(shè)總規(guī)模為30×108m3/a，年運(yùn)行時(shí)間8000h，每天處理量為900×104m3/d。一期每天處理氣量為300×104m3/d。每套裝置操作范圍為60%～115%。為適應(yīng)氣田不同開發(fā)時(shí)期操作運(yùn)行需要，設(shè)計(jì)三個(gè)方案：二脫水裝置選擇項(xiàng)目方案一方案二方案三規(guī)模300×104m3/d2套150×104m3/d2套450×104m3/d2套150×104m3/d6套操作條件下水露點(diǎn)（冬/夏℃）-15/-1-15/-1-15/-110MPa水露點(diǎn)（冬/夏℃）-11/4-11/4-11/4吸收塔直徑（mm）2200140026001400三甘醇耗量（t/a）45.646.948.0氣耗量（104m3/a）48.557.167.215年折現(xiàn)運(yùn)行費(fèi)用（萬元）938.01017.71105.0裝置總投資（萬元）1680.001200.002160.00全壽命現(xiàn)值（萬元）2618.02274.53265.0二脫水裝置選擇二脫水裝置選擇三體會(huì)與建議三體會(huì)與建議三體會(huì)與建議三甘醇脫水系統(tǒng)維護(hù)應(yīng)注意問題★

降低三甘醇損失量的措施選擇合理操作參數(shù)、改善原料氣分離效果、保證甘醇溶液清潔度、