增压生产模式下提升脱水橇运行效果措施分析

张保书（伊犁新天煤化工有限责任公司，新疆 伊宁 835000）

中国大唐集团公司是我国重要的能源企业，近年来针对煤制天然气工艺的研发和应用取得了丰硕的成果，为解决我国能源结构不平衡做出了重要贡献。针对煤制天然气脱水主要从煤化工首站出发，针对煤制工艺气进行必要的净化。

1 前言

煤制合成天然气技术是对煤炭资源的绿色利用，在生产中需要对天然气进行脱水，以适应安全、高效的输送要求，其中三甘醇脱水工艺应用最为广泛，其特点是成本低、易操作、露点降大、运行可靠；基于此，国内大部分煤制天然气合成装置（如鲁奇炉）都配置了三甘醇脱水撬装置，脱水撬主要有两个部分构成，其一是高压吸收脱水系统，其二是低压高温再生系统，此外还包括吸收塔、闪蒸罐、再生器、缓冲罐、过滤器等。

再生系统中容纳了贫甘醇材料，经过冷却和加压之后被输送到吸收塔顶部，经过横向管道缓冲进入下层塔板。从这一阶段开始，根据不同的天然气脱水需求进行设置。一般情况下，进入吸收塔之后三甘醇和天然气就会在上层接触并进行初步脱水，随后天然气进入闪蒸罐，分理处内部的烃类气体之后，依次通过过滤器，清理杂质和结垢并进入再生器。

大部分脱水撬中都存在一个三甘醇的循环回收系统，而根据天然气与三甘醇进行脱水作业的形态区分，分别有贫甘醇、三甘醇、富三甘醇单个阶段，通过不断的循环与变化，实现天然气的脱水要求。

2 增压生产模式下提升脱水橇运行存在问题

煤制天然气反应炉由于工艺的限制，在生产中存在高压、高温的环境，同时，也需要不断的进行增压来确保地面管道的运输需求。但是，当天然气经过压缩机增压之后，就会导致脱水撬内的压力随之增加，在同等条件下，温度快速上升，脱水撬的进口天然气中水含量大大提升。

第一，通过对比分析可知，在增压生产模式下，天然气进入脱水撬中的温度明显上升，天然气中的水分子呈现出不饱和的状态，单位体积的天然气水分子含量增加。数据显示，处理气量达到50X104m3/d的时候，如果加压前的压力值为3.5MPa，在满足天然气中水分含量完全饱和的状态下，增压后的压力会达到5.4MPa。由此判断，增压生产会提高脱水撬的运行难度，降低脱水效率。

第二，脱水撬运行在同等压力下，温度影响十分明显。脱水撬气温影响的主要是露点降，从30摄氏度到50摄氏度的过程中，含水量基本上不变，但露点降的变化幅度在30%左右。

3 增压生产模式下改善脱水效果的措施分析

3.1 循环量对天然气露点的影响

露点降是天然气脱水深度的一种表达方式，以普帕克脱水橇工艺流程为例，通过实验数据表明，当天然气在脱水撬进口的温度平衡在35℃左右，三甘醇的浓度在95%以上，设定三甘醇循环量在每小时300-600升，整个过程中露点降变化并不明显。

3.2 贫甘醇浓度对露点的影响

贫甘醇中的TEG浓度对降低天然气露点作用十分明显，同样在天然气进塔温度为35℃的过程中，设定循环量为每小时400升，在脱水量变化并不明显的情况下，天然气的露点就会产生很显著地改变。

通过对循环量和贫甘醇浓度的分析，不难看出露点和脱水量存在直接的关系，如果进塔温度升高则会导致露点下降，在常温影响下，压缩机的功率越大，对三甘醇脱水效果的影响越大，脱水撬整体效率越低。

目前国内针对脱水撬的对应问题解决，主要采用这种的方式，即保障脱水的标准，又稳定露点的要求。可以采用增加环境下对多井轮换加热节流的工艺，这种改进方法必须对加热炉进行改造，满足最低的高压气井加热要求。

在增压生产模式下，天然气进入吸收塔的过程，已经决定了三甘醇脱水性能的90%效果，简单地分析，导致外输露点不合格的要素可以从三甘醇循环量去分析，通过提升贫甘醇的TEG浓度来满足。同时，在压缩机冷空气工作正常的情况下（天然气进口温度平衡状态），压缩后的天然气可以事先进行热力转换，以释放饱和紧密的水分子，增加单位容量内贫甘醇的吸收量。

4 结语

天然气是一种清洁、高效、优质的能源，在现代化经济建设和工业发展中有巨大的作用。我国的天然气蕴含量原本不足，因此提高煤制天然气的工艺就显得尤为重要，通过增压生产模式的开展，可以有效提升天然气产量，但同时也会导致脱水撬进气口的含水量增加，导致外输露点的问题。因此，单纯地提高三甘醇循环工艺来实现脱水并不科学，应该与露点控制相结合改善脱水撬的工艺技术。

[1]李亚萍,呼延念超.三甘醇脱水橇含硫尾气处理技术研究及应用[J].石油规划设计,2014,03:21-22+48.

[2]温立宪,陈斌,吕海霞.增压生产模式下提升脱水橇运行效果措施分析[J].石油化工应用,2014,06:112-115.