煤層氣中央處理站方案設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u13172煤層氣中央處理站方案設(shè)計(jì)案例 1181411.1中央處理站方案設(shè)計(jì) 1284181.1.1煤層氣處理的必要性 163051.1.2站內(nèi)總體工藝流程 166651.2氣體增壓裝置 2116991.3煤層氣脫碳工藝 3130571.3.1脫酸工藝選擇 326591.3.2MDEA法脫酸工藝模擬計(jì)算 555801.3.3脫酸工藝設(shè)備選型 7103891.4煤層氣脫水工藝 9215351.1.1脫水工藝選擇 9238131.1.2TEG法脫水工藝模擬計(jì)算 11149031.1.3脫水工藝設(shè)備選型 131.1中央處理站方案設(shè)計(jì)1.1.1煤層氣處理的必要性從井口采出的低壓煤層氣除在集氣站增壓外，還需在處理廠再次增壓、分離、凈化后才能滿足外輸煤層氣的要求。在中央處理站內(nèi)的流程中，煤層氣凈化是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。煤層氣中常含有H2S、CO2和有機(jī)硫等酸性組分，遇水后呈酸性，一方面會(huì)增加輸送氣體對(duì)金屬管、閥等部件腐蝕，影響其使用壽命；另一方面當(dāng)利用外輸煤層氣作化工原料時(shí)，CO2和含硫的烴類化合物會(huì)在催化加工時(shí)使催化劑中毒，降低反應(yīng)物產(chǎn)率，使得生產(chǎn)成本上升，甚至影響產(chǎn)品和中間產(chǎn)品的質(zhì)量。此外，在外界氣溫較低時(shí)游離水容易在管道低洼處積液，從而堵塞管道和設(shè)備，情況嚴(yán)重會(huì)釀成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。因此，中央處理站內(nèi)對(duì)煤層氣進(jìn)行深度脫水、凈化是尤為重要的。1.1.2站內(nèi)總體工藝流程站內(nèi)總體工藝流程基本可以分為：采氣-計(jì)量-輸送-集氣-氣液分離-增壓-集中處理七個(gè)步驟。其中，采氣與計(jì)量流程主要在井場(chǎng)完成，通過相關(guān)設(shè)備在氣井進(jìn)行低壓煤層氣的采集，并利用相關(guān)技術(shù)設(shè)備完成計(jì)量工作，通過煤層氣集輸系統(tǒng)輸送到集氣站進(jìn)行氣液分離和增壓工作。當(dāng)上述工作完成后，再利用煤層氣集輸系統(tǒng)完成煤層氣向中央處理站輸送的工作。中央處理站的工作主要是完成對(duì)煤層氣的二次氣液分離、脫碳、脫水等。因此，中央處理站首先需要具有過濾分離器、壓縮機(jī)等設(shè)備。煤層氣集輸系統(tǒng)將煤層氣輸送到中央處理站后，首先進(jìn)行氣液分離工作。隨后經(jīng)過壓縮機(jī)增壓，利用相關(guān)設(shè)備依次完成脫碳、脫水等工藝。等上述工作完成后，即可進(jìn)行計(jì)量輸送工作。圖4-1中央處理站工藝流程圖Fig4-1Technicalflowchartofcentralprocessingstation根據(jù)QD區(qū)塊上游氣藏工程資料與產(chǎn)能開發(fā)預(yù)測(cè)，同時(shí)結(jié)合沁太煤層氣長(zhǎng)輸管線冬季用氣高峰期，考慮冬季氣井調(diào)峰，方案新建工程規(guī)模確定為：（1）煤層氣脫碳裝置：80×104m3/d，裝置操作彈性范圍為75%~110%；（2）煤層氣脫水裝置：80×104m3/d，裝置操作彈性范圍為50%~110%，各單元裝置生產(chǎn)天數(shù)按每年330天計(jì)算。1.2氣體增壓裝置在節(jié)約投資、降低能耗的原則下，大多數(shù)處理廠通常采用先增壓后脫水、凈化的工藝流程。目前，國(guó)內(nèi)其他氣田常見的增壓設(shè)備主要有往復(fù)式壓縮機(jī)和螺桿式壓縮機(jī)。兩類壓縮機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見表4-1。表4-1兩種類型壓縮機(jī)對(duì)比表Table4-1Comparisonbetweentwotypesofcompressor壓縮機(jī)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍往復(fù)式壓縮機(jī)壓縮效率高，排出壓力高，壓力脈動(dòng)范圍大，能適應(yīng)壓能波動(dòng)，排量一定時(shí)，可更換氣缸襯套，優(yōu)化工作壓力外形尺寸及重量較大，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，易損件較多安裝及基礎(chǔ)工作量大，氣流有脈動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)中有產(chǎn)生振動(dòng)中小排量、單級(jí)壓比，效率較高（一般高于90%）螺桿式壓縮機(jī)體積小、操作保養(yǎng)簡(jiǎn)單，初始投資小，適應(yīng)流量范圍大，排量較高輸出壓力較低，壓力波動(dòng)范圍窄，效率低，在高壓差、高排出壓力的狀況下，工作性能差排量范圍大，占地面積小，效率70~85%中心處理站進(jìn)站壓力為1.0MPa，124口煤層氣井按照平均流量2500m3/d進(jìn)行計(jì)算，中央處理站設(shè)計(jì)流量為12916.67m3/h。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過中心處理站處理后的煤層氣外輸至沁太煤層氣長(zhǎng)輸管線，壓力為6.0MPa。考慮到扣除集氣干線的摩阻損失以及脫水脫碳、計(jì)量等工藝的壓力損失，才能符合外輸至沁太管線時(shí)壓力達(dá)到6MPa的要求，經(jīng)過中心處理站站壓縮機(jī)壓縮后的氣體壓力達(dá)到6.5MPa。綜合考慮，QD區(qū)塊中央處理站方案擬選取型號(hào)為ZW-160/40的橇裝全自動(dòng)控制往復(fù)式壓縮機(jī)2臺(tái)，中央處理站的入口壓力為1.0MPa，壓縮比為6.5~7，排氣壓力為6.5~7MPa，平均排氣量215.277m3/min。1.3煤層氣脫碳工藝1.3.1脫酸工藝選擇由上游氣藏、采氣工程得到試采煤樣含氣成分?jǐn)?shù)據(jù)，已知QD區(qū)塊采出煤層氣氣質(zhì)較為潔凈，不含H2S，CO2含量為1.74%，略高于II類商品氣的標(biāo)準(zhǔn)，外輸前需對(duì)天然氣進(jìn)行脫酸處理。在實(shí)際開采的過程中，煤層氣中通常會(huì)含有一定量的二氧化碳等酸性氣體。這些氣體在輸送的過程中容易出現(xiàn)安全事故。同時(shí)，這些雜質(zhì)氣體的存在也會(huì)對(duì)煤層氣處理過程中所使用的催化劑等產(chǎn)生影響。因此，需要采用不同技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)脫碳處理。根據(jù)不同地區(qū)的需求不同，所采用的脫碳方法有一定的區(qū)別。目前我國(guó)常用的脫碳方法包括變壓吸附法和化學(xué)溶劑吸收法。這兩類脫碳處理方法各不相同，需要使用單位根據(jù)自身的需求選擇使用。變壓吸附法處理效率比較高，可以有效地實(shí)現(xiàn)脫碳處理。但其在實(shí)際應(yīng)用過程中通常需要使用到大量的技術(shù)設(shè)備，由此導(dǎo)致應(yīng)用成本比較高。因此，如果煤層氣中所包含的二氧化碳等氣體的量比較低，則不推薦采用此類處理方法。與變壓吸附法相比，化學(xué)溶劑法需要的技術(shù)設(shè)備比較少，應(yīng)用成本低，性價(jià)比高，適合大規(guī)模應(yīng)用。該類處理方法是利用酸性氣體的化學(xué)反應(yīng)，將二氧化碳脫除出來。為了提高酸性氣體的反應(yīng)效率，通常需要應(yīng)用到許多化學(xué)溶劑，該方法也由此得名。但由于化學(xué)反應(yīng)的特性，該處理方法很難對(duì)高含量酸性氣體進(jìn)行處理。因此，如果產(chǎn)地的煤層氣二氧化碳含量較高，應(yīng)當(dāng)投入相應(yīng)的技術(shù)設(shè)備，采用變壓吸附法進(jìn)行脫碳處理。常用的化學(xué)溶劑有兩類：醇胺溶劑和堿性鹽溶劑。常用醇胺溶劑有乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）、二甘醇胺（DGA）、二異丙醇胺（DIPA）、甲基二乙醇胺（MDEA，即活化MEA）。這幾種醇胺吸收劑的性質(zhì)如表4-2所示。綜合比較來看，根據(jù)QD區(qū)塊煤層氣氣體組分中僅有CO2，而沒有H2S，結(jié)合站內(nèi)集輸工藝壓力等級(jí)，方案設(shè)計(jì)選用MDEA醇胺溶劑吸收法對(duì)煤層氣進(jìn)行脫碳處理，圖4-2為醇胺溶劑吸收法脫碳流程圖所示。表4-2常用醇胺吸收劑的性質(zhì)Table4-2PropertiesofcommonamineabsorbentsMEADEADGADIPAMEDA相對(duì)分子量61.08105.4105.14133.19119.17相對(duì)密度（20℃）1.0181.0921.0570.9891.0418常壓沸點(diǎn)170.5℃270℃248.7℃248.7℃230.6℃蒸汽壓（20℃）28Pa＜1.33＜1.33＜1.33＜1.33水中溶解度（20℃）可溶96.4%87.3%87.0%可溶凝固點(diǎn)10.5℃28.0℃-12.5℃42.0℃-11.6℃粘度（20℃）21.1mPa·s350mPa·s31mPa·s950mPa·s101.0mPa·s比熱容kJ/(kg·℃)2.252.512.3862.892.91蒸汽損耗量kJ/m3120~144108~132132~156122~145108~132與酸氣反應(yīng)速度快中中中中金屬腐蝕性高中中低低發(fā)泡能力低低低中高按照工藝流程，含有CO2原料氣的煤層氣經(jīng)過煤層氣集輸系統(tǒng)送入進(jìn)口分離器中。該設(shè)備主要適用于完成煤層氣的除雜工作，包括其中的各類液體、固體雜質(zhì)等等。隨后煤層氣經(jīng)過輸送系統(tǒng)進(jìn)行吸收塔。吸收塔中包含一定量的MDEA溶液，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)煤層氣的化學(xué)溶解脫碳。在進(jìn)行脫碳工作過程中，需要保證其反應(yīng)時(shí)間，避免由于反應(yīng)時(shí)間過短而導(dǎo)致的脫碳工作不徹底等問題。吸收完二氧化碳等酸性氣體的MDEA溶液被稱為富液。在完成化學(xué)反應(yīng)后，煤層氣即可通過塔頂進(jìn)入集輸系統(tǒng)，進(jìn)入下一步工藝流程。而富液則需要經(jīng)過降壓（降到0.28MPa～0.55MPa）等處理，等待后續(xù)處理利用。完成降壓工作的MDEA溶液可以做為站內(nèi)低壓燃?xì)馐褂?，但需要?jīng)過預(yù)先處理。具體的處理流程包括解析烴類氣體、冷卻、氣液分離等。隨后再經(jīng)過調(diào)壓等處理，即可正常使用。閃蒸塔底部出口富MDEA液經(jīng)塔頂設(shè)置的液位調(diào)節(jié)閥節(jié)流后進(jìn)入再生塔上段進(jìn)行微正壓解析再生，MDEA溶液沿再生塔向下流動(dòng)，在再生塔中部抽出的MDEA溶液進(jìn)入塔底重沸器與導(dǎo)熱油換熱，換熱后的MDEA溶液返回再生塔下段填料繼續(xù)閃蒸。再生塔塔底的MDEA得到再生，二氧化碳被解析。然后進(jìn)入氣提閃蒸塔閃蒸出MDEA溶液中夾帶的液烴，閃蒸后的富液通過與從再生塔出來的熱貧液進(jìn)行換熱，溶液溫度升至大約82～94℃后進(jìn)入再生塔上部，根據(jù)實(shí)際氣量調(diào)節(jié)MDEA貧液流量，控制濕凈化氣中二氧化碳含量，提高了生產(chǎn)適應(yīng)性、靈活性及貧胺液泵的操作穩(wěn)定性。蒸餾出吸收的CO2從塔頂逸出，蒸餾后的富液變?yōu)樨氁簭乃琢鞒霾⑴c進(jìn)再生塔的富液換熱后溫度降低。在上述工藝流程中，需要應(yīng)用到大量的MDEA溶液，以實(shí)現(xiàn)對(duì)煤層氣的脫碳處理。由于MDEA溶液自身的化學(xué)特性，在存儲(chǔ)過程中應(yīng)當(dāng)特別注意防氧化等問題。因此，在本方案中采用了1.3.2MDEA法脫酸工藝模擬計(jì)算QD區(qū)塊內(nèi)的煤層氣井，平均產(chǎn)氣量為2.5×103m3/d，單井產(chǎn)氣量波動(dòng)范圍為1.0~3.0×103m3/d，單井井口壓力范圍為0.15~0.30MPa。這里模擬MDEA法脫酸工藝時(shí)按照最大產(chǎn)氣量、最高井口壓力進(jìn)行計(jì)算，以滿足區(qū)塊內(nèi)天然氣最大處理量需求并留有設(shè)計(jì)余量，經(jīng)換算后中央處理站標(biāo)準(zhǔn)氣體處理量約為111.6×104Nm3/d。已知經(jīng)過中心處理站站壓縮機(jī)壓縮后的氣體壓力為6.5MPa，初設(shè)吸收塔進(jìn)料溫度為35℃。根據(jù)表2-1中的氣井試采采出氣氣體組分計(jì)算出在該壓力、溫度工況條件下下原料氣摩爾質(zhì)量為17.55g/mol，即工況下流量約為496.83kg·mol/h。參考《油氣集輸及礦場(chǎng)加工》中經(jīng)驗(yàn)公式及表4-3MDEA脫酸工藝參數(shù)Table4-3ParametersofMDEAdeacidificationprocess標(biāo)準(zhǔn)氣體處理量（Nm3/d）111.6×104工況流量（kg·mol/h）496.83MDEA進(jìn)料溫度（℃）40MDEA進(jìn)料壓力（MPa）6.5MDEA溶液濃度（%）45MDEA循環(huán)量（m3/h）9.69為了滿足外輸天然氣滿足商品氣品質(zhì)要求，圖4-2Hysys模擬脫酸工藝流程圖Fig4-2FlowchartofsimulateddeacidificationprocessinHysys原料氣（溫度35℃、壓力6.5MPa）首先經(jīng)過入塔分離器，除去煤層氣中可能攜帶的液體和固體顆粒；然后氣體進(jìn)入換熱器換熱直至溫度穩(wěn)定至35℃后進(jìn)入吸收塔底部，與頂部逆流的MDEA溶液（40℃）接觸脫出煤層氣中的CO2。從塔底出來的富液經(jīng)過節(jié)流閥節(jié)流降低壓力后進(jìn)入閃蒸罐，使富液中夾帶的烷烴閃蒸，再經(jīng)過換熱器使富液的溫度升到90℃后進(jìn)入再生塔，使之與逆流的蒸汽相接觸，從而解吸出富液中的CO2。從再生塔底部出來的貧液與富液換熱，再經(jīng)過冷卻器冷卻至40℃，經(jīng)泵加壓至6.5MPa后進(jìn)入吸收塔上端，從而進(jìn)行吸收再生的循環(huán)過程。凈化氣經(jīng)過換熱器換熱后滿足下一脫水流程溫度需求。表4-4MDEA脫酸工藝中各氣體物流計(jì)算結(jié)果Table4-4GaspropertiesateachstageofMDEAdeacidificationprocess參數(shù)進(jìn)吸收塔濕氣閃蒸汽酸氣溫度（℃）3532.945.951.2氣體壓力（MPa）6.56.390.540.22摩爾密度（kmol/m3）1.9431.8200.1350.077CO2摩爾分?jǐn)?shù)（%）1.741.072.4316.53通過Hysys模擬計(jì)算，得出各氣體物流性質(zhì)如表4-4所示。最終Hysys模擬計(jì)算結(jié)果顯示，QD區(qū)塊煤層氣在經(jīng)過MDEA脫酸工藝后，天然氣濕氣中CO2體積百分?jǐn)?shù)為1.07%，滿足國(guó)家II類商品氣的標(biāo)準(zhǔn)（表2-3）。1.3.3脫酸工藝設(shè)備選型脫酸設(shè)備選型根據(jù)《氣田天然氣凈化廠設(shè)計(jì)規(guī)范》、《管殼式換熱器》中對(duì)于處理廠脫酸設(shè)備的計(jì)算，對(duì)MDEA脫酸工藝主要設(shè)備包括進(jìn)站氣液分離器、吸收塔、管殼式換熱器、閃蒸罐、再生塔等設(shè)備進(jìn)行選型和計(jì)算，結(jié)果如表4-5、表4-6所示。表4-5MDEA脫酸工藝設(shè)備選型Table4-5EquipmentselectionofMDEAdeacidificationprocess設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量進(jìn)站臥式分離器DN1600mmPN10.0MPa1套撬裝MDEA脫碳裝置200×104Nm3/dPN10.0MPa1套撬裝MDEA脫碳裝置中主要設(shè)備及選型如表4-6所示。表4-6撬裝MDEA脫碳裝置設(shè)備表Table4-6Skid-mountedMDEAdecarburizationdeviceequipmenttable設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量吸收塔DN2000mmPN10.0MPa（16塊1套MDEA再生塔DN800mmPN1.0MPa（20塊1套貧液冷卻器熱負(fù)荷≥6.5×103MJ/h1套貧富液換熱器DN600mmPN1.0MPa2套貧富氣換熱器DN600mmPN10.0MPa1套富液閃蒸罐設(shè)計(jì)溫度60℃PN1.0MPa1套貧液循環(huán)泵流量50m3/h2套消泡劑注入泵流量3L/h3套過濾器濾布式過濾器、活性炭過濾器、機(jī)械過濾器1套其中，MDEA吸收塔塔體應(yīng)采用碳鋼內(nèi)襯316L不銹鋼材質(zhì)，塔內(nèi)配件建議采用304不銹鋼材質(zhì)，避免腐蝕而影響正常生產(chǎn)運(yùn)行；貧富液換熱器由于流體連續(xù)流動(dòng)，為了增加使用年限，降低操作維修成本，推薦采用316L不銹鋼材質(zhì)；富液閃蒸罐中閃蒸氣含有酸氣、輕烴及水，罐體可以采用碳鋼，閃蒸罐內(nèi)選用316L不銹鋼做內(nèi)襯；回流冷凝器和塔頂管線有水或甘醇水溶液冷凝，容易形成較為嚴(yán)重的腐蝕。除水蒸氣外，塔頂?shù)臍饬髦羞€含有CO2以及被蒸出的醇類輕度降解產(chǎn)物。這些物質(zhì)溶解于冷凝水中，會(huì)形成腐蝕性溶液。需要耐腐蝕性金屬來控制腐蝕，推薦使用奧氏體不銹鋼316L；再生塔中具有一定的腐蝕性，可以考慮采用304不銹鋼；過濾器中流體腐蝕性較大，一般三級(jí)過濾材質(zhì)均推薦采用316L不銹鋼。1.4煤層氣脫水工藝1.1.1脫水工藝選擇煤層氣的脫水問題同樣需要得到人們的重點(diǎn)關(guān)注。從地層采出煤層氣的過程中，常伴有游離水的存在。如果不能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)這些游離水的有效處理，很容易導(dǎo)致煤層氣集輸管道輸送能力不足、煤層氣利用率不夠高等問題。而且，在煤層氣處理的過程中，通常涉及到大量的增壓?jiǎn)栴}。如果不能夠解決游離水的困擾，很容易導(dǎo)致煤層氣集輸系統(tǒng)發(fā)生安全故障。另一方面，如果煤層氣中存在一定量的水分，在脫碳輸送的過程中水分會(huì)加速酸性氣體對(duì)輸送管道的腐蝕和破壞，從而影響到整個(gè)煤層氣集輸系統(tǒng)的運(yùn)行。目前，可用于煤層氣脫水的方法有多種，甘醇法脫水、固體吸附法脫水與低溫冷卻脫水是最為常用的幾種脫水方法，幾種典型脫水方法如下：（1）甘醇脫水 該處理方法是目前最常見的脫水處理方法。甘醇本身具有很強(qiáng)的吸水性能，也有比較長(zhǎng)的使用歷史。目前日常生產(chǎn)生活常見到的甘醇主要包括乙二醇、二甘醇、三甘醇和四甘醇等。這些甘醇均有脫水應(yīng)用經(jīng)歷。但在使用的過程中，乙二醇和二甘醇逐漸暴露出使用損耗大、經(jīng)濟(jì)成本高等問題。因此，采用三甘醇進(jìn)行脫水處理逐漸成為了國(guó)內(nèi)外的主流。與其它的甘醇脫水方法相比，三甘醇脫水擁有很高的經(jīng)濟(jì)成本優(yōu)勢(shì)，而且其熱力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不容易發(fā)生安全事故。因此，其應(yīng)用發(fā)展越來越受到人們的關(guān)注。（2）固體干燥劑吸附脫水與甘醇脫水法相比，固體吸收法有著更高的應(yīng)用經(jīng)濟(jì)成本，但其脫水處理效果也更好。由于甘醇自身特性的限制，在采用甘醇脫水法的過程中會(huì)出現(xiàn)脫水不完全的問題。對(duì)于大部分煤層氣集輸系統(tǒng)而言，經(jīng)過甘醇脫水法的煤層氣已經(jīng)可以滿足使用需求，因此不需要特意將煤層氣中的水分完全脫除。但部分煤層氣由于水分含量過高，采用甘醇脫水法很難滿足最低應(yīng)用需求，則需要應(yīng)用到果體吸收法。在固體吸收法中，應(yīng)用關(guān)鍵在于固體吸收劑的選擇。目前常用的固體吸收劑為可循環(huán)利用吸收劑。為了保證脫水效率和實(shí)現(xiàn)固體吸收劑的循環(huán)利用，一般需要采用多層吸收的方法。而且，不同層的吸收環(huán)境會(huì)有所區(qū)別。例如部分處理層會(huì)處于高溫狀態(tài)中，用于實(shí)現(xiàn)固體吸收劑的脫水處理，達(dá)到循環(huán)使用固體吸收劑的目的。（3）冷凝脫水冷凝脫水也是目前常用的煤氣層脫水處理方法之一。其基本工作原理是通過相關(guān)技術(shù)設(shè)備對(duì)煤層氣進(jìn)行降溫處理。當(dāng)煤層氣的溫度稍高于水合物生成的溫度，即可達(dá)到冷凝脫水的目的。與甘醇脫水法、固體吸收法相比，冷凝脫水法需要應(yīng)用到的技術(shù)設(shè)備和原材料等都比較少，因此其具有很高的應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性。但其自身也存在脫水效率不足等問題。因此，該方法一般作為輔助脫水的方法進(jìn)行使用。此外，如果煤層氣只需要經(jīng)過粗分離即可使用，則使用冷凝脫水法會(huì)是一個(gè)很好的選擇。比較三種脫水方式可以看出：三甘醇吸收法脫水具有能耗少，操作費(fèi)用低，使用壽命長(zhǎng)，損失量少等特點(diǎn)。因此，對(duì)于QD區(qū)塊煤層氣脫水工藝，尤其是煤層氣集中處理規(guī)模較大時(shí)，采用三甘醇TEG脫水方案更為適宜，故中央處理站方案設(shè)計(jì)選用三甘醇作為吸收劑進(jìn)行脫水處理。三甘醇TEG脫水工藝流程圖如圖4-3所示。三甘醇TEG脫水系統(tǒng)通常由以下設(shè)備組成：原料氣過濾分離器、吸收塔、三甘醇換熱器及三甘醇再生塔、閃蒸罐、玻璃纖維過濾器、活性炭過濾器和三甘醇注入泵。其功能主要包括：（1）為煤層氣脫水提供高壓低溫環(huán)境，實(shí)現(xiàn)煤層氣的有效脫水；（2）實(shí)現(xiàn)富液的再生，循環(huán)利用。根據(jù)上述工藝流程，三甘醇脫水的流程主要包括：（1）原氣輸送。含有水分的原氣通過集輸系統(tǒng)的管道等輸送到吸收塔中，準(zhǔn)備進(jìn)行脫水處理；（2）脫水。利用三甘醇貧液對(duì)原氣進(jìn)行作用，將其中的水成分脫離出來。同時(shí)將不含水分的煤層氣通過管道送回到集輸系統(tǒng)；（3）加熱閃蒸。吸收塔中的三甘醇富液經(jīng)過塔底的管道等進(jìn)入重沸器，并利用其中的換熱盤管加熱。加熱工作完成后，即通過管道輸送到閃蒸罐，完成閃蒸工作。在閃蒸過程中，會(huì)產(chǎn)生少量的烴類等氣體；（4）過濾處理。富液經(jīng)過閃蒸工作后，即可進(jìn)入過濾處理系統(tǒng)，用于去除富液中的各類雜質(zhì)等；（5）換熱。經(jīng)過過濾處理的三甘醇富液需要與三甘醇貧液完成換熱處理工作，并最終進(jìn)入三甘醇精餾柱。三甘醇富液要實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，還需要再經(jīng)過加熱、脫水、提濃等工序處理。該工序主要由三甘醇再生系統(tǒng)完成，其中包括富液精餾柱、重沸器、緩沖罐等等。完成上述工作后，即可實(shí)現(xiàn)三甘醇貧液的再生。再生的三甘醇貧液需要經(jīng)過循環(huán)泵聲壓，并經(jīng)過換熱器冷卻，才能完成最終的再生處理，并進(jìn)入開式排放罐中。在進(jìn)行上述工藝處理的過程中，需要特別注意系統(tǒng)運(yùn)行問題。產(chǎn)生問題的主要原因是煤層氣中本身包含一定量的雜質(zhì)。這些雜質(zhì)在經(jīng)過各道工序處理的時(shí)候，很容易出現(xiàn)影像設(shè)備運(yùn)行的問題。例如，煤層氣中的烴類部分可以溶于三甘醇溶液中，并形成液烴。這些雜質(zhì)會(huì)影響到三甘醇溶液的使用。而不會(huì)溶于三甘醇溶液的烴類則很容易導(dǎo)致重沸器表面結(jié)焦。除此之外，還存在鹽水腐蝕設(shè)備和管道的問題、化學(xué)劑影響設(shè)備運(yùn)行的問題和固體雜質(zhì)影響閥門等設(shè)備工作的問題。目前常用的處理方法是利用過濾器等實(shí)現(xiàn)上述物質(zhì)的分離。但由于過濾器自身工作特性的問題，通常仍然會(huì)有部分雜質(zhì)進(jìn)入整個(gè)系統(tǒng)中。因此，在上述系統(tǒng)運(yùn)行的過程中要注意多檢查設(shè)備的運(yùn)行狀況，避免出現(xiàn)安全問題。1.1.2TEG法脫水工藝模擬計(jì)算℃、工況壓力為6.39MPa。表4-7濕氣成分及含量Table4-7Gascomponentandcontentofwetnaturalgas煤層氣氣體組分C1,%C2,%CO2,%N2,%H2O,%各組分含量96.910.311.071.560.15與脫酸工藝相同，模擬TEG脫水工藝時(shí)按照最大產(chǎn)氣量、最高井口壓力進(jìn)行計(jì)算，即中央處理站標(biāo)準(zhǔn)氣體處理量約為111.6×104Nm3/d。參考《油氣集輸及礦場(chǎng)加工》中經(jīng)驗(yàn)公式及表4-8TEG脫水工藝參數(shù)Table4-8ParametersofTEGdehydrationprocess標(biāo)準(zhǔn)氣體處理量（Nm3/d）111.6×104工況流量（kg·mol/h）496.83TEG進(jìn)料溫度（℃）32.9TEG操作壓力（MPa）6.39醇溶液濃度（%）98TEG貧液流量（m3/h）3.5圖4-3Hysys模擬三甘醇脫水工藝流程圖Fig4-3FlowchartofsimulatedTEGdehydrationprocessinHysys通過Hysys模擬計(jì)算，得到TEG脫水工藝流程中各氣體性質(zhì)，如表4-9所示。表4-9TEG脫水工藝各階段氣體性質(zhì)Table4-9GaspropertiesateachstageofTEGdehydrationprocess屬性甜氣產(chǎn)品氣閃蒸汽高溫蒸汽汽提氣溫度（℃）32.939.4609538.01氣體壓力（MPa）6.396.320.720.110.17摩爾密度（kmol/m3）1.8201.8090.25380.07230.06328含水量（mg/Nm3）15292.5581190.25915642.088水露點(diǎn)（℃）32.12-25.3341.3-100.1——已知QD區(qū)塊內(nèi)年平均氣溫10.9℃，最低-16.3℃。根據(jù)國(guó)家II類商品氣的標(biāo)準(zhǔn)（GB17820-2012《天然氣》見表2-3），處理站脫水工藝需滿足天然氣中無游離水，且水露點(diǎn)比環(huán)境溫度低5℃，即-21.3℃。Hysys模擬計(jì)算結(jié)果顯示，若采用濃度為98%的三甘醇溶液時(shí)，在貧液流量為3.5m3/h