2025年天然氣脫水裝置運行題庫(附答案)一、選擇題（每題2分，共40分）1.天然氣脫水裝置中，三甘醇（TEG）脫水的主要原理是（）A.化學吸附B.物理吸收C.化學反應D.膜分離答案：B2.分子篩脫水裝置中，常用的分子篩類型為（）A.3A分子篩B.4A分子篩C.5A分子篩D.13X分子篩答案：D（注：13X分子篩對水的吸附容量大，適用于深度脫水）3.三甘醇再生塔頂部溫度應控制在（），以避免TEG蒸發(fā)損失A.100-110℃B.120-130℃C.140-150℃D.160-170℃答案：A（注：控制在水的沸點附近，防止TEG隨水蒸氣逸出）4.天然氣脫水裝置中，露點降的定義是（）A.入口天然氣溫度與出口溫度差B.入口天然氣壓力與出口壓力差C.入口天然氣露點與出口天然氣露點差D.再生溫度與吸收溫度差答案：C5.三甘醇循環(huán)量的確定主要依據(jù)（）A.天然氣流量B.天然氣初始含水量C.脫水后露點要求D.以上均是答案：D6.分子篩脫水裝置中，再生步驟的關鍵參數(shù)是（）A.再生溫度B.再生時間C.再生氣流量D.以上均是答案：D7.三甘醇溶液顏色變深可能的原因是（）A.溶液濃度過高B.溶液降解C.溶液循環(huán)量過大D.溶液吸收水分不足答案：B（注：降解產(chǎn)物會導致顏色變深，如羧酸類物質）8.天然氣脫水裝置中，閃蒸罐的主要作用是（）A.分離天然氣中的凝液B.降低富液中的溶解氣C.提高TEG濃度D.冷卻富液答案：B（注：閃蒸罐通過降壓釋放富液中溶解的烴類氣體）9.分子篩再生時，再生氣的露點應（）A.高于分子篩吸附的水露點B.低于分子篩吸附的水露點C.與分子篩吸附的水露點無關D.等于分子篩吸附的水露點答案：B（注：再生氣需干燥以帶走分子篩中的水分）10.三甘醇脫水裝置中，貧液入塔溫度應（）天然氣入塔溫度A.高于B.低于C.等于D.無要求答案：B（注：防止貧液溫度過高導致天然氣中輕烴冷凝）11.膜分離脫水裝置的核心部件是（）A.活性炭膜B.聚合物膜C.陶瓷膜D.金屬膜答案：B（注：聚合物膜對水的選擇性滲透能力強）12.脫水裝置運行中，天然氣帶液的主要危害是（）A.增加管道阻力B.導致設備腐蝕C.降低脫水效率D.以上均是答案：D13.三甘醇濃度低于98%時，應采取的措施是（）A.增加循環(huán)量B.提高再生溫度C.補充新鮮TEGD.降低處理量答案：C（注：濃度過低需補充新液或加強再生）14.分子篩脫水裝置切換吸附塔時，需先進行的操作是（）A.升壓至系統(tǒng)壓力B.降壓至常壓C.通入再生氣D.冷卻至吸附溫度答案：A（注：均壓操作防止壓力波動損壞設備）15.脫水裝置緊急停車時，首先應（）A.關閉天然氣進出口閥門B.停止循環(huán)泵C.切斷加熱源D.啟動泄壓流程答案：C（注：防止超溫導致溶液分解或設備損壞）16.天然氣露點檢測常用的儀器是（）A.氣相色譜儀B.激光露點儀C.紅外分析儀D.超聲波流量計答案：B17.三甘醇再生器底部溫度應控制在（），避免TEG分解A.180-190℃B.190-204℃C.205-215℃D.215-225℃答案：B（注：超過204℃易發(fā)生熱分解）18.分子篩吸附容量下降的可能原因是（）A.再生不徹底B.天然氣含硫C.操作壓力波動D.以上均是答案：D19.脫水裝置中，貧液泵的作用是（）A.輸送富液至再生系統(tǒng)B.輸送貧液至吸收塔C.循環(huán)再生氣D.增壓天然氣答案：B20.膜分離脫水裝置的優(yōu)點是（）A.能耗低B.操作靈活C.無化學試劑消耗D.以上均是答案：D二、判斷題（每題1分，共15分）1.三甘醇脫水裝置中，吸收塔理論板數(shù)越多，脫水效率越高。（）答案：√2.分子篩再生時，再生氣流量越大，再生效果越好。（）答案：×（注：流量過大可能導致床層擾動，需控制合理范圍）3.天然氣脫水的主要目的是防止管道內形成水合物。（）答案：√4.三甘醇溶液的pH值應控制在7-8，呈弱堿性以減緩設備腐蝕。（）答案：√（注：酸性環(huán)境會加速設備腐蝕）5.膜分離脫水裝置適用于高壓、小流量的天然氣脫水場景。（）答案：√（注：高壓下膜滲透驅動力大）6.分子篩脫水裝置中，吸附塔出口露點超標時，需立即切換至再生塔。（）答案：×（注：需先確認是否為吸附飽和，避免頻繁切換）7.三甘醇閃蒸罐的操作壓力應低于吸收塔壓力，高于再生塔壓力。（）答案：√（注：通過降壓釋放溶解氣）8.天然氣含水量與溫度成正比，與壓力成反比。（）答案：√（注：溫度升高，水的飽和蒸氣壓增大；壓力升高，飽和含水量降低）9.脫水裝置運行中，貧液濃度越高，脫水效果越好。（）答案：×（注：濃度過高可能導致溶液粘度增加，吸收效率下降）10.分子篩再生時，加熱階段需持續(xù)至出口溫度達到設定值。（）答案：√（注：確保分子篩內部水分完全脫附）11.三甘醇再生器頂部冷凝器的作用是回收蒸發(fā)的TEG。（）答案：√（注：冷凝后返回系統(tǒng)，減少損失）12.膜分離脫水裝置的膜組件需定期更換，因長期使用會老化。（）答案：√13.天然氣中含重烴會降低三甘醇的吸收效率。（）答案：√（注：重烴可能溶解TEG，導致溶液損失）14.脫水裝置開車前，需對系統(tǒng)進行氮氣置換，防止天然氣與空氣混合。（）答案：√15.分子篩吸附水的過程是放熱反應，吸附塔溫度會升高。（）答案：√三、簡答題（每題5分，共30分）1.簡述三甘醇脫水裝置的主要工藝流程。答案：主要包括吸收、閃蒸、再生三個階段：（1）吸收：高壓天然氣與貧三甘醇（TEG）在吸收塔逆流接觸，TEG吸收天然氣中的水分，形成富液；（2）閃蒸：富液經(jīng)降壓進入閃蒸罐，釋放溶解的烴類氣體；（3）再生：富液進入再生系統(tǒng)，通過加熱蒸發(fā)水分，再生為貧液，循環(huán)至吸收塔。2.分子篩脫水裝置中，再生操作的主要步驟及注意事項。答案：步驟：（1）加熱階段：用高溫再生氣（280-320℃）加熱分子篩，脫附水分；（2）吹冷階段：切換為低溫再生氣（≤40℃）冷卻分子篩至吸附溫度；（3）均壓階段：吸附塔升壓至系統(tǒng)壓力，準備切換。注意事項：控制加熱速率（避免床層溫差過大）、監(jiān)測出口溫度（確認再生徹底）、再生氣露點需低于-60℃（確保脫水效果）。3.三甘醇溶液濃度下降的可能原因及處理措施。答案：原因：（1）機械損失：管道泄漏、泵密封不嚴；（2）蒸發(fā)損失：再生溫度過高或冷凝器故障；（3）降解損失：高溫、天然氣中酸性氣體（H?S/CO?）導致TEG分解；（4）攜帶損失：吸收塔氣速過高，TEG被天然氣夾帶。處理措施：（1）檢查系統(tǒng)密封性，修復泄漏點；（2）調整再生溫度至190-204℃，檢查冷凝器換熱效果；（3）添加緩蝕劑或更換抗降解TEG，控制原料氣酸性氣體含量；（4）降低吸收塔氣速（≤0.3m/s），增設除霧器。4.天然氣脫水裝置中，如何判斷分子篩吸附飽和？答案：判斷方法：（1）出口露點監(jiān)測：當出口露點持續(xù)上升至接近入口露點時，表明吸附飽和；（2）吸附時間計時：根據(jù)設計吸附周期（通常8-24小時），達到設定時間后切換；（3）床層溫度變化：吸附放熱結束，床層溫度下降至接近入口溫度。5.膜分離脫水裝置與三甘醇脫水裝置的主要區(qū)別。答案：區(qū)別：（1）原理不同：膜分離利用水與烴類的滲透速率差異；三甘醇利用物理吸收；（2）能耗不同：膜分離無循環(huán)泵、再生加熱，能耗低（約為TEG的1/3）；（3）維護成本：膜分離無化學試劑消耗，但膜組件需定期更換；TEG需補充溶液并處理降解產(chǎn)物；（4）適用場景：膜分離適用于高壓、小流量、深度脫水；TEG適用于大流量、中等露點降。6.脫水裝置運行中，天然氣出口露點超標的應急處理步驟。答案：步驟：（1）確認檢測儀器是否正常（用備用露點儀復核）；（2）檢查吸收塔參數(shù)：貧液濃度（應≥98%）、循環(huán)量（是否低于設計值）、貧液入塔溫度（應低于天然氣溫度5-10℃）；（3）若為三甘醇系統(tǒng)：檢查再生溫度（是否低于190℃導致再生不徹底）、閃蒸罐壓力（是否過高導致溶解氣未釋放）；（4）若為分子篩系統(tǒng)：檢查再生是否完成（出口溫度是否達標）、吸附塔切換是否正常；（5）若無法恢復，立即切換備用裝置或降低處理量，同時上報維修。四、計算題（每題6分，共18分）1.某三甘醇脫水裝置處理天然氣流量為50×10?Nm3/d，入口天然氣含水量為80g/Nm3，出口含水量為5g/Nm3，TEG循環(huán)量為2.5m3/h，求TEG的水負荷（kg水/kgTEG）。（TEG密度取1.12g/cm3）答案：（1）計算單位時間脫水量：脫水量=（80-5）g/Nm3×50×10?Nm3/d=75×50×10?g/d=375×10?g/d=3750kg/d=156.25kg/h（2）計算TEG質量流量：TEG質量流量=2.5m3/h×1.12×103kg/m3=2800kg/h（3）水負荷=脫水量/TEG質量流量=156.25kg/h÷2800kg/h≈0.0558kg水/kgTEG2.某分子篩脫水裝置設計吸附周期為12小時，分子篩裝填量為10噸，吸附容量為18%（質量比），天然氣含水量為60g/Nm3，處理量為30×10?Nm3/d，求分子篩是否滿足設計要求。答案：（1）計算12小時脫水量：脫水量=60g/Nm3×30×10?Nm3/d×12h/24h=60×30×10?×0.5g=90×10?g=9000kg=9噸（2）分子篩最大吸附量=10噸×18%=1.8噸（3）比較：9噸＞1.8噸，不滿足設計要求（注：需增加分子篩裝填量或縮短吸附周期）3.某膜分離脫水裝置，原料氣壓力為6.0MPa，溫度為30℃，滲透側壓力為0.5MPa，水的滲透系數(shù)為200GPU（1GPU=1×10??cm3(STP)/(cm2·s·cmHg)），膜面積為50m2，求水的滲透速率（kg/h）。（水的摩爾質量為18g/mol，1cmHg=1333Pa）答案：（1）計算跨膜壓差：ΔP=6.0MPa-0.5MPa=5.5MPa=55×103cmHg（1MPa=9869.23cmHg，近似取1MPa=10?cmHg）（2）滲透速率=滲透系數(shù)×膜面積×ΔP=200×10??cm3/(cm2·s·cmHg)×50×10?cm2×55×103cmHg=200×10??×50×10?×55×103cm3/s=200×50×55×10??×10?×103cm3/s=5.5×10?cm3/s=5.5m3/s（STP）（3）轉換為質量流量：5.5m3/s×1000L/m3×1mol/22.4L×18g/mol=5.5×1000×18/(22.4)g/s≈4419.6g/s≈15910.6kg/h五、案例分析題（共17分）案例背景：某天然氣處理廠三甘醇脫水裝置（處理量80×10?Nm3/d，設計露點降50℃）運行3個月后，操作人員發(fā)現(xiàn)：（1）貧液濃度從99.2%降至97.5%；（2）吸收塔出口露點從-50℃上升至-35℃；（3）再生塔底部溫度穩(wěn)定在195℃，但頂部冷凝器出口溫度從55℃升至75℃。問題：1.分析上述現(xiàn)象的可能原因（8分）；2.提出針對性的處理措施（9分）。答案：1.可能原因分析：（1）貧液濃度下降：①機械泄漏：管道、泵密封或閥門存在泄漏點，導致TEG損失；②降解加?。涸蠚庵蠬?S/CO?含量升高，與TEG反應生成酸性降解產(chǎn)物（如乙二醇酸）；③蒸發(fā)損失增加：再生塔頂部冷凝器換熱效率下降（結垢或循環(huán)水溫度升高），導致TEG隨水蒸氣逸出；④攜帶損失：吸收塔氣速過高（超過0.3m/s），TEG被天然氣夾帶至下游。（2）出口露點上升：①貧液濃度降低（97.5%＜98%），吸收能力下降；②循環(huán)量不足（可能因泵故障或入口過濾器堵塞導致流量減少）；③吸收塔塔板/填料堵塞（胺液或固體雜質沉積），氣液接觸面積減小。（3）冷凝器出口溫度升高：①循環(huán)水流量減少（水泵故障或管道堵塞）；②冷凝器管束結垢（水質差導致傳熱系數(shù)降低）；③再生塔頂部氣相負荷增加（富液含水量過高，蒸發(fā)量增大）。2.處理措施：（1）針對貧液濃度下降：①全面檢查系統(tǒng)密封性（肥皂水檢測法蘭、泵密封），修復泄漏點；②檢測原料氣H?S/CO?含量，若超標則增加TEG緩蝕劑（如二乙醇胺）注入量，或改用抗降解型TEG；③清洗冷凝器管束（用高壓水或化學清洗劑），檢查循環(huán)水系統(tǒng)（調整水泵頻率或清理過濾器）；④檢測吸收塔氣速（通過差壓計計算），若超標的調整處理量或更換高效除霧器。（2）針對出口露點上升：①檢測貧液循環(huán)量（用流量計