增壓生產模式下提升脫水橇運行效果措施分析

張保書（伊犁新天煤化工有限責任公司，新疆 伊寧 835000）

中國大唐集團公司是我國重要的能源企業，近年來針對煤制天然氣工藝的研發和應用取得了豐碩的成果，為解決我國能源結構不平衡做出了重要貢獻。針對煤制天然氣脫水主要從煤化工首站出發，針對煤制工藝氣進行必要的凈化。

1 前言

煤制合成天然氣技術是對煤炭資源的綠色利用，在生產中需要對天然氣進行脫水，以適應安全、高效的輸送要求，其中三甘醇脫水工藝應用最為廣泛，其特點是成本低、易操作、露點降大、運行可靠；基于此，國內大部分煤制天然氣合成裝置（如魯奇爐）都配置了三甘醇脫水撬裝置，脫水撬主要有兩個部分構成，其一是高壓吸收脫水系統，其二是低壓高溫再生系統，此外還包括吸收塔、閃蒸罐、再生器、緩沖罐、過濾器等。

再生系統中容納了貧甘醇材料，經過冷卻和加壓之后被輸送到吸收塔頂部，經過橫向管道緩沖進入下層塔板。從這一階段開始，根據不同的天然氣脫水需求進行設置。一般情況下，進入吸收塔之后三甘醇和天然氣就會在上層接觸并進行初步脫水，隨后天然氣進入閃蒸罐，分理處內部的烴類氣體之后，依次通過過濾器，清理雜質和結垢并進入再生器。

大部分脫水撬中都存在一個三甘醇的循環回收系統，而根據天然氣與三甘醇進行脫水作業的形態區分，分別有貧甘醇、三甘醇、富三甘醇單個階段，通過不斷的循環與變化，實現天然氣的脫水要求。

2 增壓生產模式下提升脫水橇運行存在問題

煤制天然氣反應爐由于工藝的限制，在生產中存在高壓、高溫的環境，同時，也需要不斷的進行增壓來確保地面管道的運輸需求。但是，當天然氣經過壓縮機增壓之后，就會導致脫水撬內的壓力隨之增加，在同等條件下，溫度快速上升，脫水撬的進口天然氣中水含量大大提升。

第一，通過對比分析可知，在增壓生產模式下，天然氣進入脫水撬中的溫度明顯上升，天然氣中的水分子呈現出不飽和的狀態，單位體積的天然氣水分子含量增加。數據顯示，處理氣量達到50X104m3/d的時候，如果加壓前的壓力值為3.5MPa，在滿足天然氣中水分含量完全飽和的狀態下，增壓后的壓力會達到5.4MPa。由此判斷，增壓生產會提高脫水撬的運行難度，降低脫水效率。

第二，脫水撬運行在同等壓力下，溫度影響十分明顯。脫水撬氣溫影響的主要是露點降，從30攝氏度到50攝氏度的過程中，含水量基本上不變，但露點降的變化幅度在30%左右。

3 增壓生產模式下改善脫水效果的措施分析

3.1 循環量對天然氣露點的影響

露點降是天然氣脫水深度的一種表達方式，以普帕克脫水橇工藝流程為例，通過實驗數據表明，當天然氣在脫水撬進口的溫度平衡在35℃左右，三甘醇的濃度在95%以上，設定三甘醇循環量在每小時300-600升，整個過程中露點降變化并不明顯。

3.2 貧甘醇濃度對露點的影響

貧甘醇中的TEG濃度對降低天然氣露點作用十分明顯，同樣在天然氣進塔溫度為35℃的過程中，設定循環量為每小時400升，在脫水量變化并不明顯的情況下，天然氣的露點就會產生很顯著地改變。

通過對循環量和貧甘醇濃度的分析，不難看出露點和脫水量存在直接的關系，如果進塔溫度升高則會導致露點下降，在常溫影響下，壓縮機的功率越大，對三甘醇脫水效果的影響越大，脫水撬整體效率越低。

目前國內針對脫水撬的對應問題解決，主要采用這種的方式，即保障脫水的標準，又穩定露點的要求。可以采用增加環境下對多井輪換加熱節流的工藝，這種改進方法必須對加熱爐進行改造，滿足最低的高壓氣井加熱要求。

在增壓生產模式下，天然氣進入吸收塔的過程，已經決定了三甘醇脫水性能的90%效果，簡單地分析，導致外輸露點不合格的要素可以從三甘醇循環量去分析，通過提升貧甘醇的TEG濃度來滿足。同時，在壓縮機冷空氣工作正常的情況下（天然氣進口溫度平衡狀態），壓縮后的天然氣可以事先進行熱力轉換，以釋放飽和緊密的水分子，增加單位容量內貧甘醇的吸收量。

4 結語

天然氣是一種清潔、高效、優質的能源，在現代化經濟建設和工業發展中有巨大的作用。我國的天然氣蘊含量原本不足，因此提高煤制天然氣的工藝就顯得尤為重要，通過增壓生產模式的開展，可以有效提升天然氣產量，但同時也會導致脫水撬進氣口的含水量增加，導致外輸露點的問題。因此，單純地提高三甘醇循環工藝來實現脫水并不科學，應該與露點控制相結合改善脫水撬的工藝技術。

[1]李亞萍,呼延念超.三甘醇脫水橇含硫尾氣處理技術研究及應用[J].石油規劃設計,2014,03:21-22+48.

[2]溫立憲,陳斌,呂海霞.增壓生產模式下提升脫水橇運行效果措施分析[J].石油化工應用,2014,06:112-115.