三甘醇脫水裝置在山西沁水煤層氣處理中心的應用

本工程位于山西省東南部，太行山西麓沁水盆地南部，行政隸屬于山西省晉城市沁水縣。距西氣東輸管道約35km。區域位置一工程概況主要物性及集輸特點一工程概況

煤層氣主要是以大分子團的吸附狀態存在于地下煤層中。沁水盆地煤層氣CH4含量高，CO2含量較少，不含H2S和C3以上烴類；單井產氣量低，井口壓力低。因此，煤層氣經過增壓處理才可就近進入西氣東輸管道，氣質應達到國家標準《天然氣》（GB17820）中Ⅱ類氣質指標要求。因原料氣中不含重烴，CO2含量小于3%，故只需在處理中心增壓后脫水滿足水露點要求即可外輸。

工程規模一項目概況：：氣田總體工藝流程集氣站（分離增壓）進站：0.08MPa出站：1.4MPa集氣管線采氣干線井場（多井串接）0.2～0.5MPa外輸管線西氣東輸管線進站：5.0MPa出站：10.0MPa處理中心（增壓脫水）進廠：1.0MPa出廠：5.7MPa一項目概況

中石油山西沁水盆地煤層氣處理中心位于山西省晉城市沁水縣端氏鎮金峰村，總占地面積為93畝。設計總處理規模30×108m3/a。2009年一期工程建成10×108m3/a，主要處理中國石油樊莊、鄭莊區塊及周邊煤層氣企業來的煤層氣。一期工程主要設置清管器接收筒3具，過濾分離器4具，電驅往復式壓縮機組4臺（4800kW和1600kW各兩臺，單機排量分別為150×104m3/d和50×104m3/d），三甘醇脫水裝置2套（單套處理規模150×104m3/d）及相應的公用和配套系統。處理中心工程概況一項目概況干線來氣清管接收過濾分離增壓裝置脫水裝置外輸計量清管外輸壓力1.0MPa壓力0.9MPa壓力6.0MPa壓力5.8MPa壓力5.7MPa干線計量處理中心總工藝流程一項目概況

一項目概況一項目概況二脫水裝置選擇脫水工藝方法選擇二脫水裝置選擇

自地下儲集層中采出的煤層氣一般都含有飽和水,其存在會對其輸送和加工造成較大困難。為了使煤層氣在管道輸送和加工過程中符合一定的質量要求如符合水露點或水含量指標等,必須對其進行脫水處理。煤層氣脫水就是脫除天然氣中的水蒸氣,使其露點達到一定的要求。用于脫水的工藝方法主要有低溫分離、固體吸附和溶劑吸收三類方法。二脫水裝置選擇項目

三甘醇法

節流膨脹法

分子篩法優點操作溫度下溶劑穩定，吸濕性高，露點降高；容易再生成99%以上的濃度；蒸氣壓低，氣相攜帶損失小；裝置投資及運行費用較低；進出裝置的壓降小。適用于大裝置，其設備投資、操作費用低裝置工藝流程及操作簡單，占地面積小；裝置投資及運行費用低；脫水后干氣中水含量可低于1ppm，水露點可低于-90℃；對進料氣體溫度、壓力、流量變化不敏感；操作簡單，占地面積較小；無嚴重腐蝕和發泡方面的問題。缺點存在輕質油時，會有一定程度的發泡傾向，有時需加入消泡劑；含酸性組分的在脫水時，會腐蝕設備、管道，使三甘醇溶液呈酸性，有時需加入緩蝕劑或中和劑；不能脫除中含有的凝析油。只適用于高壓；對于壓力不高的節流降溫不足，達不到水露點要求；如果沒有足夠的壓降可以利用，需要增壓或外供冷源。對于大裝置，其設備投資和操作費用高；吸附劑易破碎；再生過程耗熱量大，能耗高；不適用于含有凝析油的脫水。適用場所適用于大裝置，設備投資、操作費用低和油氣田無自由壓降可利用，只需滿足管輸商品氣水露點要求、脫水深度不深場合。有充足的壓力降可以利用的氣田或需同時脫水、脫烴的裝置。水露點要求低，需要深度脫水的場合。推薦三甘醇法單套裝置規模的確定二脫水裝置選擇

處理中心建設總規模為30×108m3/a，年運行時間8000h，每天處理量為900×104m3/d。一期每天處理氣量為300×104m3/d。每套裝置操作范圍為60%～115%。為適應氣田不同開發時期操作運行需要，設計三個方案：二脫水裝置選擇項目方案一方案二方案三規模300×104m3/d2套150×104m3/d2套450×104m3/d2套150×104m3/d6套操作條件下水露點（冬/夏℃）-15/-1-15/-1-15/-110MPa水露點（冬/夏℃）-11/4-11/4-11/4吸收塔直徑（mm）2200140026001400三甘醇耗量（t/a）45.646.948.0氣耗量（104m3/a）48.557.167.215年折現運行費用（萬元）938.01017.71105.0裝置總投資（萬元）1680.001200.002160.00全壽命現值（萬元）2618.02274.53265.0二脫水裝置選擇二脫水裝置選擇三體會與建議三體會與建議三體會與建議三甘醇脫水系統維護應注意問題★

降低三甘醇損失量的措施選擇合理操作參數、改善原料氣分離效果、保證甘醇溶液清潔度、