氯化钙脱水装置应用效果分析

邹亚峰

摘要：氯化钙天然气井口脱水装置已经成为矿场天然气广广泛使用的脱水手段。氯化钙脱水塔主要是用于初级脱水。污水氯化钙为白色多孔状颗粒或熔块，易潮解，通过吸附活性静态来去除湿气和异味。除湿和去异味是吸附的过程，为物理反应。氯化钙不仅吸附速度快，吸附力强，而且无毒、无味，无环境污染，无接触腐蚀性，尤其对人体无害，氯化钙广泛应用于油封、保健食品、光学医疗、军工产品。氯化钙作为天然气的吸附剂置于井口塔内，塔内的构造、材质、填充料层等，对氯化钙的脱水效果影响很大。本文简单的分析氯化钙脱水塔现场的应用情况，从工作效率和脱水效果方面，提出改进措施。

关键词：氯化钙;分析;脱水;应用效果;

1 氯化钙脱水的原理及脱水流程

1.1氯化钙脱水的工作原理

无水氯化钙这种化学物质是由氯元素和钙元素组成的，化学式为CaCl2，微苦。它是典型的离子型卤化物，室温下为白色、硬质碎块或颗粒。可用作制冷设备所用的盐水、道路融冰剂和干燥剂。在作为天然气的脱水时，CaCl2可结合天然气中水分而形成结晶水合物，结晶水合物稳定性较好，最后形成氯化钙盐溶液，天然气经过它脱水后，露点降可达到40℃。氯化钙的脱水装置一点也不复杂，设备就是一个塔，在塔的底部是分离段，其上部分是吸收塔，里面有塔砖三到四块，塔砖上是用来填充氯化钙的填充料。

1.2脱水流程

天然气从井口进入氯化钙脱水装置后，经过角式节流阀节流降压，再输送至集气站。游离水和氯化钙水溶液从脱水塔分离出来，去压力排污罐，定期装车运出。

2 氯化钙脱水工艺应用背景及应用效果

2.1 应用背景

（1）气田地面自然条件较差，交通不便，社会依托条件差，建设施工和生产管理难度不小，而且成本高，基础设施几乎没有可依托的。

（2）对于气田低渗。产量不高，面积小的独立气田单产井，各气田产量悬殊。

具有以上情况的气田，选择氯化钙脱水装置是最好的。

2.2 应用效果

（1）成本低。CaCl2氯化钙脱水装置，只是在第一次购买设备，一次性投入购机费外，一般后期不需要什么维护保养费用，个别的情况可能内胆材质不过关，中途需要更换内胆。

（2）管线冻堵得到有效预防。调查使用氯化钙脱水装置厂家的经验，气井从未发生过输气管线冻堵事故，期间也不用采取其他的防堵措施。

（3）维护简单。 每年在夏季清理一次塔内污物，平时三到6个月加一次填充料，也就是CaCl2，不用进行气田的维护保养。

3氯化钙脱水装置的优点

对已经投产使用的氯化钙脱水装置，经过和其它集气工艺比较，发现对低压、产量不高的气田，非常适用，也便于管理，且成本最低，可以撬装搬移，使用寿命长

4 存在问题和改进措施

存在不足氯化钙脱水装置优点很多，但并非完美无缺。在2011年投入使用以来，在运行过程中，虽然效果比较理想但是也发现有几处设计，还可以加以改进，使之使用更加方便。

4.1不方便填充料更换。由于氯化钙是耗材，脱水塔内需要定期填充 CaCl2填料。每次更换时，需要搭架子到塔顶端，进行高空作业。需要将48条大螺丝卸下来，用吊车将几百斤重的容器封头吊起，在加完填充料氯化钙后，再座上封头，拧紧螺丝。高空作业，不仅工作强度大，还不够安全。

改进建议：在塔顶封头上设置一个大小合适的孔，平时用板密封，需要填充氯化钙时直接打开板，从孔洞往里添加。同时塔上加装操作台，大大减轻员工的劳动强度，降低安全风险，且过程简单快捷。

4.2 用于打散塔中气流的填料为陶瓷拉西环，邻近填料间的堆砌的间隔空间，容易形成积液，成为死区。而陶瓷拉西环外边表面不贯通，气流难以流动，使得陶瓷拉西环的使用率降低，气流打散不均匀，降低了气流的脱水率。

改进措施：更换更适合的调料来打散气流，例如金属鲍尔环。鲍尔环是空心圆柱体，且外径和高度相同，圆柱的侧壁有矩形小窗交错排列，非常利于气体的流动。

4.3填料筒内壁材料容易沾上氯化钙。填充料内壁的材料是碳钢，吸收了水分的 CaCl2容易吸附在 其上，导致气体沟流，不仅降低了脱水效果，而且浪费了大量的氯化钙CaCl2。

改进建议： 将原来的填充料筒的内壁材料进行更换，换成光滑摩擦系数低的，不易粘附其他物质的材料，保证填充料顺畅流动，避免气体产生流沟。

4.4 CaCl2形成的杂志难以清除。在经过长时间的运行工作后，CaCl2脱水塔的水解产物及一些杂质堆积在填料床上，日积月累，越积越多，又无法清除，脱水效果受到严重影响。

改进措施：设置一个可以开合的空洞，用来清除杂质。位置根据脱水塔上部 CaCl2填料段，哪个位置合适，就在那里加孔，这样，杂质能经常清除，脱水效果得到提高。

4.5塔的底部排污阀因冷冻而堵塞，导致污水被堵。因脱水塔没有伴热措施，塔底段分离出来的液体，在寒冷季节时，容易造成冷冻堵塞。

改进措施：塔底部的分离段加一个口子，用来添加药物。早寒冷天气里，向分离底部加适量的甲醛，避免结冰堵塞。

5工作建议

5.1气田生产不能盲目降低成本。各个气田的地质特征、自然地理环境各有特点，不建议盲目追求低成本，一次性选择氯化钙脱水装置，而要因井制宜，因地选机，选择合适的集气工艺。

5.2若是目前已经在投产中的脱水装置，维护成本高，比如一口井三年左右的维护费用就差不多可以安装一台氯化钙脱水装置，建议将之换成新的氯化钙脱水装置。

5.3对塔内氯化钙更换周期，目前还是需要工作人员凭经驗去直观判断。亲自去看或者检测CaCl2的消耗情况，是否需要更换。

5.4在气田的采集建设过程中，地面的建设，不能一味追求降低成本，而要从采收效益，便于管理、投资收益的最大化为目标。若是一味简化地面工艺，可能后期维护成本更高，影响生产，降低采收率。

结语：

氯化钙脱水装置在实际应用中优点很多，应用越来越广，工艺也在不断改进但也不是所有的气田都适合。我们在实际应用中，根据各个气田的实际情况，择优选用。

参考文献：

[1]氯化钙天然气脱水装置的矿场试验   油田设计  2004.04

[2]天然气工业[M]. 天然气工业杂志社.