中原文96地下储气库三甘醇吸收法脱水工艺

宋世昌 张尧 魏丹 徐秀梅中原油田设计院大庆石化公司质量检验中心

中原文96地下储气库三甘醇吸收法脱水工艺

宋世昌1张尧1魏丹1徐秀梅21中原油田设计院2大庆石化公司质量检验中心

天然气从文96气田开采出来后，含水量较大，为满足天然气管道输送要求，必须对天然气进行脱水处理。根据中原地区冬季最低气温为-10℃，天然气设计水露点为-15℃，采用三甘醇吸收脱水法工艺进行脱水。根据输送要求，管输气体的水露点应比输送条件下最低环境温度低5℃；经计算，三甘醇循环量约为4m3/h。文96气田自2012年9月投产以来，已累计处理采出气7000×104m3。

储气库；采气；脱水；三甘醇

随着天然气在能源结构中所占比例的不断增大，由于供气区与用户区的年峰谷差、季峰谷差、意外事故等原因出现的供气不平衡现象越来越明显。根据天然气管道系统运行经验，建立与输气管道相配套的地下储气库是安全平稳供气和天然气输配系统高效运行的重要保证。

中原油田文96地下储气库作为中石化第一座调峰型储气库，与已建的榆林—济南天然气管道配套建设，目的是为了满足榆林—济南天然气管道的调峰需要。储气库的有效工作气量为2.95×108m3，应急供气能力为500×104m3/d。储气库每年4～10月为注气期，11～3月为采气期。利用文96气田夏季储存的榆林—济南天然气管道输送过来的天然气，冬季将天然气输送给天然气用户，主要解决天然气季节调峰问题。

采出气温度为10～30℃，压力为8.0MPa；流量为500×104m3/d。

天然气从文96气田开采出来后，含水量较大，为满足天然气管道输送要求，必须对天然气进行脱水处理。根据中原地区冬季最低气温为-10℃，天然气设计水露点为-15℃。采用三甘醇吸收脱水法工艺进行脱水。

产品气温度为10～30℃，压力为7.6MPa，流量为500×104m3/d。

根据输送要求，管输气体的水露点应比输送条件下最低环境温度低5℃。由于中原地区冬季最低气温为-10℃，因此经脱水装置处理后产出天然气的设计水露点定为-15℃。采用三甘醇吸收脱水法工艺进行脱水，经计算，三甘醇循环量约为4m3/h。

三甘醇脱水的工艺流程由高压吸收及低压再生两部分组成。原料气先经吸收塔塔外和塔内的分离器除去游离水、液烃和固体杂质，如果杂质过多，还要采用过滤分离器。由吸收塔内分离器分出的气体进入吸收段底部，与向下流过各层塔板或填料的甘醇溶液逆流接触，使气体中的水蒸气被三甘醇溶液吸收。离开吸收塔的干气经气体/贫三甘醇换热器先使贫三甘醇进一步冷却，然后进入管道外输。

吸收了气体中水蒸气的三甘醇富液从吸收塔下侧流出，先经高压过滤器除去原料气带入富液中的固体杂质，再经再生塔顶回流冷凝器及贫/富甘醇换热器（贫甘醇换热器）预热后进入闪蒸罐，分出被富甘醇吸收的烃类气体。此气体作为本装置燃料气，但含硫闪蒸气则应灼烧后放空。从闪蒸罐底部流出的富甘醇经过活性炭过滤器除去其中的固、液杂质后，再经贫/富甘醇换热器进一步预热后进入再生塔精馏柱。从精馏柱流入重沸器的甘醇溶液被加热到200℃（为达到天然气-15℃的水露点，再生的贫三甘醇质量分数需达到99%以上，再生温度要达到200℃），脱除所吸收的水蒸气后再生成为贫三甘醇。

三甘醇吸收塔选用泡罩塔盘以适应流量的波动，处理量弹性范围20%～150%。吸收塔尺寸为2000mm×19898mm×56mm；操作压力6.0～7.6MPa；操作温度60℃。

出口分离器尺寸为1800mm×7891mm× 48mm；操作压力6.0～7.6MPa；操作温度60℃。

套管换热器尺寸为500mm×10000mm；换热面积9.2m2；操作压力6.0～7.6MPa；操作温度60℃。

三甘醇过滤器：过滤介质为活性炭；尺寸为600mm×2100mm×18mm；操作压力0.45MPa；操作温度10～40℃；精度≥5μm。

闪蒸罐尺寸为1000m×3733mm×8mm；操作压力0.45MPa；操作温度60℃。

板翅式换热器尺寸1000mm×3733mm× 8mm；操作压力0.45MPa；操作温度60℃。

三甘醇循环泵类型为柱塞计量泵；排量4.0m3/h；出口压力8.0MPa。

三甘醇再生塔尺寸500mm×5000mm；操作压力0.101MPa；操作温度100～200℃。

文96气田自2012年9月投产以来，已累计处理采出气7000×104m3，运行情况与设计方案基本吻合，处理后的天然气符合二类商品气标准，脱水工艺保证了储气库集注站的正常运行，也保证了储气库调峰作用的正常发挥。

（栏目主持 杨军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.4.015

基金论文：黑龙江省教育厅科学技术研究项目（12531075）、(12511006)；国家863计划项目（2012AA061303）。