高含硫天然氣集氣站三甘醇脫水工藝對比

李向寧　耿金昌　王婷　邱斌

摘要：截止到目前，三甘醇脫水工藝在天然氣工業之中比較常見，該項工藝可以對高含硫氣田之中的天然氣進行脫水處理，避免水合物對其產生影響。本文根據以往工作經驗，對典型三甘醇脫水工藝進行介紹，并從工藝流程的改進、脫水工藝對比兩方面，論述了高含硫天然氣集氣站三甘醇脫水工藝研究情況，希望可以對相關工作起到一定幫助作用。

關鍵詞：高含硫天然氣;三甘醇;脫水工藝

原油以及天然氣脫水是整個油氣田開發過程中重要組成部分，尤其是在井口天然氣開采上，會存在大量飽和水蒸氣。當含水量超過一定范圍之后，天然氣之中的二氧化碳等將會集聚在管道內部，對管道產生腐蝕效果。另外，由于水的存在，管道輸送能力將會明顯下降，產生大量動力和能源浪費現象。因此，相關部門需要做好天然氣水分的脫除工作。

1 典型三甘醇脫水工藝

1.1 工藝流程

在處理過程中，當濕天然氣進入到分離器之后，首先進行的是固體雜質分離等操作，完成后，天然氣將會前往吸收塔底部，與注入的三甘醇溶液形成接觸性脫水，當塔頂天然氣經過再次分離后便會繼續向外輸入。三甘醇富液經過塔底之后，便會進入到閃蒸罐之中，對其中存在的烴類氣體進行消除。當上述流程全部完成時，三甘醇富液便會進入到三級過濾，提升三甘醇的溫度，經過換熱之后，可以為后續吸收和再生操作提供有利條件。除此之外，富甘醇通過再生塔換熱后，在泵的作用下，可以在吸收塔之中得到循環應用。

1.2 工藝模擬

在三甘醇脫水工藝模擬上，可以通過HYSYS進行。其中，原料氣壓為7.101MPa，主體溫度為40℃，整體處理量可以達到400×104m3/d。從具體模擬結果之中可以看出，閃蒸罐中的三甘醇富液H2S摩爾分數能夠達到10.99%，而在閃蒸氣中，該類物質的摩爾分數為77.46%，從中可以得到H2S具體的排放速率。在很多國家之中，對H2S氣體排放標準有明確的控制標準，而且極為嚴格。如果再生廢氣在灼燒之后外排，同樣需要面對二氧化硫的排放濃度限制，并對周圍環境帶來更大影響。因此，整個H2S三甘醇外排方式也會被代替。

2 高含硫天然氣集氣站三甘醇脫水工藝研究情況

2.1 藝流程的改進

2.1.1 方案一

由于三甘醇富液之中含有大量的H2S，如果將其直接放入到再生系統之中，由于再生系統溫度較高，很容易對管道和設備產生腐蝕效果。再生氣和閃蒸氣H2S排放速率較高，如果單純使用焚燒排放，無法與國家標準相符。為此，本研究利用再生氣體回收工藝來彌補上述不足，該方案所使用的工藝裝置與之前三甘醇處理相同，只是加裝了一個壓縮裝置。在該裝置內部，可以實現閃蒸氣和再生塔塔頂氣體壓縮工作，而且整個脫水裝置可以實現對上述氣體的重復使用。三甘醇富液可以從集液箱中排出，在經過液位控制閥之后進入到閃蒸罐中，將H2S和烴類物質蒸出，利用富液控制閥進行過濾，成功消除機械雜質和降解產物。除此之外，三甘醇貧液經過冷卻器冷卻之后，可以直接運輸到吸收塔上部，實現三甘醇吸收和再循環。由于該方案的作用，閃蒸氣和再生氣均可以得到回收，避免H2S氣體大量進入到空氣中。但該項操作系統十分復雜，很容易字在處理時出現泄漏問題，運行成本也較大。由于富液之中存在大量H2S，可能會直接進入到再生系統之中，對管道和設備產生腐蝕。

2.1.2 方案二

為了將閃蒸氣和再生氣的處理問題解決，可以使用三甘醇富液的氣提操作。研究人員將下部集液箱之中的三甘醇富液進行提取，與裝置下部凈化氣直接接觸，此時，富液之中的很多H2S將會融入到凈化氣之中，之后返回到原料氣管線。此時，塔底富液也會進入到閃蒸罐之中，釋放少量H2S和烴類。然后讓富液進入到緩沖罐，實現貧液交換操作，這樣一來，富液也會進入到精餾柱之中，在重沸器之中得到提濃。

2.2 脫水工藝對比

上述方案在改進之后紛紛在工業領域上得到了應用，例如在法國拉克氣田之中，使用了TEG富液氣提工業，將H2S摩爾分數從14.2%降低到0.8%。從這里也可以看出，低壓富液氣提脫水工藝效果更好，在降低H2S排放量的同時，避免對周圍環境污染。所以說，低壓富液氣提脫水工藝值得推廣。

3 總結

綜上所述，通過對三甘醇再生工藝的改進操作，可以將再生氣污染問題全面解決，讓再生廢氣直接進入到燃料氣系統之中，最終實現廢物的二次利用。另外，低壓富液氣提工業具備流程短等特點，可以在實際生產工作之中大范圍使用，降低H2S的排放量。

參考文獻：

[1]呂鵬飛.三甘醇脫水系統工藝參數敏感性分析與參數優化[J].中國石油和化工標準與質量，2018，38（03）：177-178.