天然气低温分离工艺研究

第31卷第8期化学工业13年8月CHEMICAL INDUSTRY天然气低温分离工艺研究刘娜1,黄雪莉1,黄河2(1.石油天然气精细化工教育部自治区重点实验室,新疆大学化学化工学院,乌鲁木齐8300462.新疆石油勘察设计研究院(有限公司),克拉玛依834000摘要:对天然气低温分离工艺中的注醇节流工艺进行研究,考察不同分离工艺中乙二醇注入量和外输压力的影响。通过比较发现,天然气低温分离工艺应选用两级注醇工艺,该流程一般适用于大型、稳产气田。关键词:天然气;低温分离;脱水;气液分离文章编号:1673-9647(2013)8-0041-03中图分类号:TE645文献标识码:A天然气低温分离工艺能够在较低温度下实现表1原料气组分脱水脱液烃。注乙二醇节流工艺广泛应用到天然名称体积分数%馏出体积/%流程/C气处理工艺中13。和甲醇相比较,乙二醇毒性小易回收、消耗小。其注醇量受天然气处理工艺的Ccc86.31736影响,不同的处理工艺对外输气压力有很大影响。l831130.361331工艺流程i-Can-Ce155选用玛河气田作为原料气(10.8MPa,20℃185具体组分见表1)。根据实际生产情况,选用了两种低温分离流程,详见图1和图2。0009流程一:原料气经生产分离器分离后进行一级N2148注醇,进三股流换热器换热至0℃,二级注醇后0.16二级注醇贫/高液换热器外输气低温分离器原料气凝析油及其他生产分离器三股流换热器图1玛河原料气低温分离工艺流程一进入气_气换热器换热至-5℃,经节流阀节流至注醇进节流阀节流至-10℃,进低温分离器分离,10℃,进低温分离器分离,气相经气气换热器气相经气气换热器换热后外输,液相进凝析油处换热后外输,液相进三股流换热器换热。收稿日期:2013-08-06流程二5:原料气经生产分离器分离后进行作者筒介:刘娜(1986-),女,甘肃省人,讲师,主要从事煤级注醇,进入气气换热器换热至0℃,经二级炭洁净利用的研究工作。化学工业42CHEMICAL INDUSTRY2013年第31卷级注醇二级注醇原料气节流阀贫/富液换热器外输气生产分离器凝析油及其他图2玛河原料气低温分离工艺流程二理系统。点,能够根据换热器的运行状况进行调节。但是,根据实际生产情况,原料气(折成标准状态)两级注醇在增加了控制点的同时,也增加乙二醇气量为24×10m3/d,乙二醇贫液质量分数为70%,发泡的概率。脱水后乙二醇富液质量分数为65%。水合物生成通过计算发现:无论是流程一还是流程二温度控制在-15℃,低温分离温度为-10℃。还考级注醇的注醇量大于两级注醇的注醇量;采用两察了一级注醇和两级注醇对上述两种流程中乙二级注醇时,流程一的注醇量大于流程二的注醇量;醇用量的影响,计算结果见表2。采用一级注醇时,两者的注醇量差别不大。其中,除流程二中两级注醇的注醇量小于37006kg/h外表2两种工艺流程模拟结果其余均大于37006kg/h。考虑到利用式(1)计算项目流程流程注醇量时,按照一级注醇进行计算,注醇量可能级注醇量/(kgh)436偏大。所以,上述流程的注醇量都能满足工艺对两级注醇量/(kg·h)39979抑制水合物的要求。二级注醇量/(kgh)289.62719外输压力/MPa通过比较发现:当进行两级注醇时,一级注8.86外输温度x℃156111.61醇的温降大于二级注醇的温降(一级注醇温降为水露点/℃-1443-144520℃,二级注醇温降为10℃),但是二级注醇量节流温度/℃15-15大于一级注醇量。当经过一级注醇后,天然气中已存在部分液烃和乙二醇等重组分,并且重组分2结果讨论(即使微量)对露点的影响远大于轻组分的影响,21注醇量的计算从而导致上述现象的产生。根据文献[6]要求,采用公式(1)计算注醇量:23压力影响G=Q,xG×((W1-W2)+W)。(1)上述两种流程都是通过压力损失,实现降温,式中:G—乙二醇注入量,kg/d;从而实现脱水脱烃的目的。通过结果可以看出:Q.—天然气流量(标况下),m3/d当达到相同的效果(水合物生成温度-15℃,烃水G——甘醇注入率,kg/kg水露点-14℃),流程一中外输气的压力(8:6MPa,天然气在节流前后饱和含水15℃)大于流程二中外输气的压力(776MPa,量,mg/m3;1℃)。因为流程一充分利用了低温分离器中液W,—游离水含量,mg/m3;无游离水时烃和乙二醇富液的冷量,所以实现了冷量的最大其值为0。化利用。通过利用(1)计算,得到注醇量为37007kg/h24结果分析2.2注醇量的影响通过上述分析和流程一与流程二进模拟结果目前,两级注醇工艺在天然气处理工艺中广的比较,获得下列三条结论泛应用。玛河和呼图壁等气田使用的是该注醇工1)流程一增加了三股流换热器,增大了设艺。和一级注醇相比较,二级注醇具有两个注醇备投资;但是因为三股流的增加,实现了低温分第8期刘娜等:天然气低温分离工艺研究43·离器中液烃和乙二醇富液的冷量再利用,从而降田建议采用流程一。目前,流程一在储气库工程低了工艺流程能耗。中已得到广泛应用。通过一级注醇和两级注醇工(2)一级注醇和两级注醇醇量都能满足工艺艺相比较,建议采用两级注醇工艺。对抑制水合物的要求,但两级注醇的注醇量更小,更经济。结合实际生产应选择两级注醇工艺,当参考文献注醇较小时,可将二级注醇位置停止。从而,实[1]周厚安,蔡绍中,唐永帆.天然气水合物新型抑制剂现一级注醇和两级注醇在不同气量下的切换。及水合物应用技术研究进展[J石油与天然气,2006,24(6):1-4(3)流程一的外输气压力大于流程二的外输[2]王书淼,吴明.管内天然气水合物抑制剂的应用研究气压力。压力在天然气工艺中是重要的动力和冷[J].油气储运,2006,25(2):44-46源。压力损失的降低,能够有效降低原料气集输[3]吕涯,杨长城.天然气水合物及其抑制剂的研究和应压力,从而降低集气风险。压力损失的降低,对用[J.2010,35(4):20-23气田的可持续开发具有重大意义。4]胡益武.低温分离工艺乙二醇注入系统的研讨[J.石3结论油与天然气,200,24(3):19—21流程一投资较大,但是冷量利用率高,压力[5]蒋洪.克拉2气田第一气体处理厂乙二醇注入量优化分析[J].石油与天然气化工,2008,37(1):15-17损失小。从而能够降低原料气集输压力,对气田6]四川石油管理局天然气工程手册M北京:石油工的可持续开采具有重要意义。对于大型、稳产气业出版社,1983The Study of Natural Gas Low Temperature SeparateL IU Na. HUa NG Xue-Li. HUANG He(1. Key Laboratory of Oil and Gas Fine Chemicals, Ministry of Education Xinjiang Uygur Autonomous RegionXinjiang University, Urumqi 830046, China;2. Xinjiang Petroleum Survey Engineering Institute Co, Ltd. Karamay 834000, China)Abstract: In this paper, glycol injection J-T refrigeration process is studied. The effect of glycol injection and sale pressure arediscussed. The results show that two-stage glycol injection is preferd choice and process 2 is suitable for huge and stable gas field.Keywords: nature gas; low temperature separate; dehydration; gas-liquid separate(上接第6页)料产业“十二五”规划》中指出,今后氟材料行业能过剩。但新政的实施效果往往需要一定时间才发展的着力点将是调整含氟聚合物产品结构,重点能体现,预计2013年氟化工行业生产经营形势依发展聚全氟乙丙烯(FEP)、聚偏氟乙烯(PVDF)然严峻,压力与机遇并存。无论国际、国内宏观及高性能聚四氟乙烯等高端含氟聚合物,积极开经济走势等外部条件如何变化,未来必须以技术发含氟中间体及精细化学品。随着氟化工产业政进步促进产业和产品升级为核心,才能在重压下策的发布实施,将有助于缓解初级氟化工产品产突出重围,谋求长远发展。Development Trends and Hotspots of New Chemical Materials Industry-(I)Four Focus Areas and Development TrendsCHEN Rui-feng, ZHANG Li, BU Xin-ping, ZHAO Li-gun, YU Dian-mingChina National Chemical Petroleum Planning Institute, Beijing 100013, China)Abstract: In this paper, recent developments of four key areas of new chemical materials were analyzed, including engineeringplastics, specialty elastomers, high-performance fibers and silicon/nuoride materials, and their future development trends and keydirections were pointed out.Keywords: new chemical materials; engineering-plastic; specialty elastomer; high-performance fiber; silicone material; fluoride