谈天然气长距离管输天然气水化物防止及天然气脱水工艺

论文导读：
【摘 要】天然气管道在输送的过程当中，会因为各种自然因素而造成少量的天然气形成水化物，对天然气运输管道造成堵塞的情况，严重影响管线运行的效率以及管线运行的安全性。在文中简单的介绍了天然气输气管线当中水化物形成的具体条件，以及水化物形成的具体影响，并且简单阐述了预防措施，对天然气脱水的具体操作办法进行了简单的分析，以便于在实际的天然气生产管理工作中形成良好的效益。
【关键词】天然气；脱水工艺；水化物
引言
没有经过处理的天燃气当中，含有水蒸气是很普遍的事情。在一定的条件之下，水蒸气会变成冷凝水、冰霜或是水化物，而将运输管道堵塞。天然气的水化物是白色的晶状固体，会堵塞管道，造成天然气管道运输效能降低。天然气脱水工作是长距离管道安全运输的关键，只有把天然气当中的水汽含量控制在规定的工艺流程范围当中，才能够确保气体的输送或者冷凝分离法轻烃回收操作的顺利开展。
1 水化物形成的具体条件
水化物是烃类和水所反应而形成的化合物，此种化合物的性能即复杂又极不稳定，其是笼形晶格包络物，水分子借助氢键而形成笼形结晶。水化物生成的条件包括了四个方面：（1）输气管线当中气体的温度比露点温度要低，并且有游离水分出；（2）温度足够低或者压力足够高；（3）气体流过的速度够快，压力变化情况剧烈，比如说运输中经过弯头和孔板时；（4）引进了小型的水化物晶体。
2 天然气水化物的危害
天然气水化物的小范围当中的积累会将输气管道中的截面面积缩小，减少管道当中天然气通过的容量，输气容量下降。严重的情况下会把输气管道以及其他的一些设施设备堵塞，给天然气的运输加工等工作造成极大的障碍。
3 水化物预防办法

3.1 小型膨胀机制冷降低天然气露点温度

为了预防天然气中形成水合物，一项可行性的操作办法是加大使用小型膨胀机制冷降低天然气露点的方式，可是使用小型膨胀机制冷消耗的力能非常的大，降低天然气的温度10摄氏度，膨胀机需要消耗0.07兆帕的能量。干燥器出口位置上的天然气露点大约是3摄氏度，在经过小型膨胀机之后，温度下降10摄氏度降至零下7摄氏度，比水化物形成的温度要低，在这个时候，天然气外输的要求
就实现了。
只有在气源压力较高的情况下才能够使用大型的膨胀机，而且使用大型膨胀机的成本投入较高，在油田当中的伴生气一般情况下使用大型膨胀机制冷不是一个良好选择。

3.2 天然气管线和油管线铺设在同一沟渠

根据相关的研究调查发现，同沟铺设的油气管线终点的温度在6摄氏度--21摄氏度之间，这个温度是比天然气的露点温度要高的。所以，输气管道和输油管道之间同沟铺设，能够良好的解决含油含水气体的运输操作。
4 天然气脱水措施

4.1 溶剂吸收法

使用剂量相当的液体吸收剂，将气体混合物当中的水分去除一部分，对吸收之后的贫溶剂做脱收操作，使得溶剂能够再生，投入循环使用操作当中。使用的较多的脱水剂包括了二甘醇和三甘醇等等。

4.2 固体干燥剂吸附法

通过依靠气体在固体表面当中积聚的特点，让某种气体的组合成分吸附在固体吸附剂之上，完成脱除工作。各种气体之间的组和成分是不一样的，吸附能力也各有不同，所以能够使用吸附的办法净化气体混合物。在工业当中最常使用的固体吸附剂包括了硅胶、活性氧化铝以及分子筛等等。
吸附动作的开展是在固体表面张力形式之下开展的，依据表面张力的具体特点能够把吸附的过程分成物理吸附以及化学吸附两种类型。物理吸附的过程是能够逆转的，能够将温度改变以及改变压力来完成方向的平衡操作，从而实现吸附剂再生的操作。现在使用的最多的就是把分子筛当成吸附剂去除天然气当中的水分的操作过程，这是一个物理吸附的过程。

4.3 冷冻分离法

把温度处在一定条件下的混合气体在一定的压力之下，通过使用冷凝器，此项冷凝器干燥、最低温度能够达到零下20摄氏度，将混合气体当中的水分变成液滴状态之后进行分离操作，使用的最多的设备就是用于冷冻的干燥器。
5 天然气脱水工艺的选择办法
在选择脱水工艺的过程当中，需要依据脱水的具体目的、要求以及处理的规模大小等方式开展源于：论文封面格式范文www.7ctime.com
技术经济的比对操作。一般情况下，分子筛吸附脱水的深度较高、操作起来更加的方便灵活，而且有良好的适应性特点，但是论文导读：的海底天然气管道当中，此天然气的水露点温度是零下5摄氏度以及零下15摄氏度，水含量为每立方米0.068.从段塞流捕集器当中流出来的气体在进入原料气过滤器之后，能够十分方便的将当中含量极小的液体以及固体物质清除，清除之后再进入到分子筛脱水器当中。当一台分子筛干燥器在运行的时候，另外一台再生。每一台分子筛脱水8个小
投入的成本较高，所以一般使用的场合都是气体数量比较小，干气露点降比不太高的情况。但是三甘醇吸收法即使是在处理容量较大的情况下时，投资运行的成本都不会太高，所以一般使用在对露点降要求不高，处理规模比较大的情况之下。流量较大的高压天然气脱水，如果要求的露点只是22至28摄氏度，使用三甘醇法是即实惠又经济的方法。但是如果要求的露点降大于44摄氏度时，就需要考虑选择使用吸附法进行脱水操作。
6 案例分析
以平湖油气田天然气脱水处理操作工艺为例，对天然气实际脱水操作进行简单分析。
平湖油气田在上个世纪末投入正式的生产工作当中，并且为上海市提供天然气，此油气田使用的天然气处理操作办法和现如今国际上流行的操作办法极为相似，对其他油气田的卡法具有良好的借鉴意义。
天然气井开采的方式是使用自身的压力，经过井口管汇合，直接进入到第一分离器当中，在经过了第一分离器之后，主要的天然气流过入口天然气冷却器到达天然气过滤器与三甘醇脱水器位置，之后再经过贫三甘醇与天然气换热器之后，进入到14英寸的海底天然气管道当中，此天然气的水露点温度是零下5摄氏度以及零下15摄氏度，水含量为每立方米0.068.
从段塞流捕集器当中流出来的气体在进入原料气过滤器之后，能够十分方便的将当中含量极小的液体以及固体物质清除，清除之后再进入到分子筛脱水器当中。当一台分子筛干燥器在运行的时候，另外一台再生。每一台分子筛脱水8个小时之后需要再次进行再生操作。再生的时候，分子筛先是从工作压力5兆帕降低到2.1兆帕，这个压力是再生压力，之后分子筛在再生加热器当中开展加热干燥的操作工作，将床层当中积聚的水分去除，在4个小时之内水分会完全脱光，之后分子筛脱水器开始分子筛再生降温操作，一般降温的时间为3.8小时，分子筛一旦降温，重新恢复正常的工作压力的时候，就可以开展切换操作，开始另外一台分子筛脱水器的再生操作。在经过分子筛干燥除水操作之后，原料气会进入到粉尘过滤器当中，把分子筛当中的粉尘去除干净，一切操作完成之后再进入到膨胀制冷和轻烃回收的操作工艺过程。
7 结语
在天然气的各项操作工作当中，脱水是一项十分关键的操作，这项技术在国外使用操作已经非常完善。输气管线的沿路工程当中，管径的变化幅度不要太大，不然节流会使得温度出现改变，而造成水化物的出现。