天然气脱水单元

天然气脱水单元 天然气脱水单元 1.4.1 概述 天然气脱水装置位于集气处理站天然气脱碳装置南侧，天然气脱水单元的作用是将天然气中的水份脱除，使天然气的露点达到-15℃，以满足外输天然气的水露点要求。 天然气脱水装置由厂家成套供货，共设2列，单列处理能力120×104m3/d。 天然气脱水单元设备见表1.4-1-天然气脱水单元橇内设备一览表。 表1.4-1 天然气脱水单元橇内设备一览表（单列） 序号 位号 名称 规格 压力/温度 台数 1 Z-3311/FT11 聚结过滤器 800mm×3500mm 9.0MPa/65℃ 1 2 Z-3311/T11 三甘醇吸收塔 1000mm×8850mm 9.0MPa/75℃ 1 3 Z-3311/V21 产品气分离器 800mm×3500mm 8.8MPa/70℃ 1 4 Z-3312/E11 气体-贫三甘醇换热器 0.81m2 9.0MPa/60℃ 1 5 Z-3312/V12 三甘醇富液闪蒸罐 800mm×2680mm 1.0MPa/80℃ 1 6 Z-3312/V14 燃料气缓冲罐 325mm×1020mm 1.0MPa/65%%DC 1 7 Z-3312/FT11 滤布过滤器 325mm×1540mm 1.0MPa/65%%DC 1 8 Z-3312/FT12 活性碳过滤器 325mm×1540mm 1.0MPa/65%%DC 1 9 Z-3312/RB11 三甘醇重沸器 1020mm×5000mm 常压/220%%DC 1 10 Z-3312/V13 三甘醇缓冲罐 1020mm×4500mm 常压/220%%DC 1 11 Z-3312/T11 精馏柱 377mm×4300mm 常压/100%%DC 1 12 Z-3312/V15 仪表风罐 325mm×1030mm 1.0MPa/75%%DC 1 13 Z-3312/V16 凝液回收罐 325mm×1030mm 0.38MPa/65%%DC 1 14 Z-3312/P11A、B KIMRAY泵 Q=1.7m3/h45015PV 2 15 Z-3312/E12 三甘醇贫-富液换热器 20.0m2B120Tx157H/3P 1 1.4.2 流程介绍 1、脱水流程 来自天然气脱碳单元的湿净化天然气首先进入聚结式过滤分离器（Z-3311/FT11）除去液固杂质后,进入吸收塔（Z-3311/T11）,在吸收塔内与甘醇贫液逆流接触, 以脱除天然气中的水汽，脱水后, 脱水后的干净化气经塔顶丝网除雾除去大于5μm 的甘醇液滴后由塔顶部出塔。塔顶干气经甘醇一干气换热器（Z-3312/E11）进塔前的热贫甘醇换热, 降低贫三甘醇进塔温度。换热后的干气经调节阀调节控制吸收塔运行压力，再经产品气分离器分离后，进入外输气管网。 2、TEG循环再生流程 贫三甘醇由塔上部进入吸收塔（Z-3311/T11），由上而下经过填料段，与由下而上的湿天然气充分接触，吸收湿天然气中的水份。吸收水份后成为富液的三甘醇溶液在塔下部出口流出经橇内管线进再生塔精馏柱（Z-3312/T11）换热盘管，被精精馏柱顶蒸汽加热至35～60℃后进入闪蒸罐（Z-3312/V12），闪蒸分离出溶解在富液中的烃气体。再生塔塔顶盘管两端连接有旁通调节阀，用以调节富甘醇进盘管的流量，从而调节精馏柱顶的回流量。 甘醇由闪蒸罐（Z-3312/V12）下部流出，经过闪蒸罐液位控制阀，依次进入三甘醇前过滤器、活性炭过滤器及三甘醇后过滤器。通过活性炭过滤器过滤掉富液中的部分重烃及三甘醇再生时的降解物质。通过后过滤器除去富甘醇中5μm 以上的固体杂质。过滤器均设有旁通管路。在过滤器更换滤芯时，装置通过旁通管路继续运行。 经过滤后富甘醇进入贫富液换热器，与由再生重沸器下部三甘醇缓冲罐流出的热贫甘醇换热升温至130℃～160℃后进入精馏柱。 在精馏柱中，通过提馏段、精馏段、塔顶回流及塔底重沸的综合作用，使富甘醇中的水份及很小部分烃类分离出塔。塔底重沸温度为198～200℃，三甘醇重量百分比浓度可达98.5～99.0%。 重沸器中的贫甘醇经贫液汽提柱，溢流至重沸器下部三甘醇缓冲罐，在贫液汽提柱中可由引入汽提柱下部的热干气对贫液进行汽提，经过汽提后的贫甘醇重量百分比浓度可达99.8%。 贫液在缓冲罐中通过换热盘管与富甘醇换热，并经过缓冲罐外壁的冷却，温度降至160℃左右出缓冲罐，进入板式贫富液换热器，与富甘醇换热，温度降至55～65℃左右进甘醇泵，由甘醇泵增压后进套管换热器与外输气换热至25～45℃进入吸收塔循环利用。 TEG循环泵采用KIMRAY甘醇泵，利用TEG富液的压力能驱动TEG贫液升压进入吸收塔。该种泵有如下特点： (1)​ 省去吸收塔所需液位控制器。 (2)​ 不需额外动力驱动。 (3)​ 气体消耗低。 (4)​ 完全密封系统阻止甘醇损失。 (5)​ 没有弹簧和曲轴连杆系统，只有两个活动部件。 (6)​ 液压缓冲单向阀组，可拆卸不锈钢阀座。 3、燃料气、汽提气等辅助流程 (1)​ 燃料气流程 从吸收塔出口干气主管上引出一部分干气至三甘醇缓冲罐，加热后经自力式压力调节阀节流并稳压至0.3MPa～0.4MPa 进入燃料气缓冲罐。从燃料气缓冲罐引出一部分气，经单流阀后与闪蒸罐罐顶闪蒸气汇合并经自力式压力调节阀稳定阀后压力为0.15MPa，进入三甘醇再生重沸器燃烧器作燃料气。 (2)​ 汽提气流程 从燃料气缓冲罐引出另一部分气，经流量计进入三甘醇再生重沸器，加热后引伸至贫液汽提柱下部，作为贫液汽提气。 (3)​ 放空流程 三甘醇富液闪蒸罐顶部闪蒸气引出后与燃料气缓冲罐引出燃料气汇合，作重沸器燃烧器的燃料气。在闪蒸气管线上设置放空管线。该管线经设定控制阀前压力的自力式压力调节阀及单流阀后连接站内放空系统。该自力式压力调节阀设定的压力略高于燃料气缓冲罐，约0.5～0.6MPa。其作用是在三甘醇重沸器燃烧器主火强度减弱或熄灭时，在闪蒸罐内通过升压过程储存此时闪蒸出的可燃气体。 从精馏柱塔顶排出的气体中大部分为水蒸气，经过排出管线及外部空气的冷却，形成气液混合物，进入凝液回收罐，凝液进站内污水池后集中处理，微量的不凝气符合大气污染物无组织排放国家的气体，直接排放。 闪蒸罐及燃料气缓冲罐设置超压安全泄放系统。 (4)​ 排污流程 在闪蒸罐上高于正常液位的位置设有篦油口，当从吸收塔出来的富甘醇中混有液烃时，可暂时提高闪蒸罐液位，让液烃从篦油口的管阀排至排污管汇。 吸收塔、闪蒸罐、滤布过滤器、活性炭过滤器、三甘醇再生重沸器及三甘醇缓冲罐底部均设有排污口。各容器污水通过串联的两个阀门排放至站内污水排放系统。 (5)​ 仪表风流程 仪表风由站内仪表风系统供给压力为0.8MPa的仪表风由站内经自力式压力调节阀稳压至0.3MPa 进入仪表风缓冲罐，并经仪表风过滤器过滤后分配至各气动控制仪表设备。 天然气脱水单元工艺管道仪表流程图见DWG-0303PR01-01~03。 1.4.3 自控系统 1、吸收塔和产品气分离器压力控制（PV-101、201） 采用Kimray公司的基地压力控制器E4HPPBBP-GS-600RF-4-150完成压力控制，在20000~56000Nm3/h操作流量下控制压力在 8.0MPa。 2、闪蒸罐液位控制系统（LIT-LIC-LV101、201） 采用Fisher2502—249V液位控制器控制Fisher气动薄膜调节阀１″-667-EZ控制闪蒸罐液位稳定在设定高度。 3、燃料气缓冲罐压力控制（PCV—101、201） 通过Fisher1″—627—WCB—NPT自力式压力调节阀控制燃料气缓冲罐压力为0.3MPa~0.5MPa。 4、仪表风缓冲罐压力控制（PCV-106、206） 通过Fisher1″—627—WCB—NPT自力式压力调节阀控制燃料气缓冲罐压力为0.3MPa。 5、闪蒸罐散放压力控制（PV-105、205） 通过Fisher1″—630R—WCB—NPT自力式压力调节阀控制阀前即闪蒸罐散放压力为0.5MPa~0.6MPa。 6、三甘醇重沸器内三甘醇重沸温度控制（TC-TV-101、201） 通过KimrayT-18温度控制器控制KimrayE1ADA-S- WCB-1″温控阀，控制燃烧强度，使三甘醇重沸温度在196℃～200℃。 7、三甘醇重沸器内三甘醇高温控制（TS-TSV-101、201） 通过KimrayT-12M温度控制器控制KimrayE1ADA-S- WCB-1”高温切断阀，当重沸器温度失控使三甘醇温度加热至202℃~203℃时切断TSV-101、201，从而切断了燃烧器燃料气的供给。 8、燃烧器母火（长明火）熄灭切断燃料气控制（BS-TSV-101、201） 通过KimrayH-18-PG火焰检测器控制KimrayE1ADA-S- WCB-1”高温切断阀，当母火熄灭时，燃料气被切断。 9、燃料气稳压控制（PCV-106、206） 通过Fisher１″-627-WCB-NPT自力式压力调节阀稳定阀后燃料气压力为0.05MPa。 10、每套装置远传检测变送点共八个，运行参数引入站控DCS系统监示和报警。检测点和仪表配置如下： 1​ 天然气进吸收塔温度检测变送：ROSEMOUNT-248； 2​ 天然气进吸收塔压力检测变送：3051TG 4~20mADC； 3​ 闪蒸罐压力检测变送：3051TG 4~20mADC； 4​ 燃烧器熄灭报警检测压力变送：3051TG 4~20mADC； 5​ 重沸器温度检测变送：ROSEMOUNT-248； 6​ 三甘醇贫液进泵温度检测变送：ROSEMOUNT-248； 7​ 闪蒸罐液位检测变送：3051CG 4~20mADC； 8​ 自耗气流量检测变送：TDS-25B-0.5/1.6 ； 以上检测变送仪表防爆等级均大于等于ExdIIBT4，防护等级大于等于IP65。 11、每套装置天然气进聚结过滤器管路上设紧急切断及放空阀各一台，当下游工艺发生故障时，在控制室DCS操作站上远程操作关断进装置的天然气并将来气放空。 12、 每套装置重沸器燃气管路上设紧急停车切断电磁阀一个，当站场发生紧急情况时，在控制室DCS操作站上远程操作关断燃料气，熄灭燃烧器长明火。 13、 单套装置由三个橇块组成，即聚结过滤器橇、三甘醇再生橇和产品气分离器橇。每个橇块上设置防爆汇线箱一个，橇上仪表信号电缆在橇块组装时汇入防爆接线箱，站场施工时由施工方用多芯电缆引入控制室内。 1.5 外输计量单元 1.5.1 概述 外输计量单元的作用是对集气处理站生产的合格的商品天然气经计量后分别进入腰英台至乌兰图噶天然气管道和腰英台至八屋天然气管道外输。 天然气外输管道中的杂质主要来源于三个方面：一是在铺设管道时带进的污水、淤泥、砂石等一些杂物；二是管道投产后，天然气携带的一些地层水、泥沙及蜡状物等；三是管道内壁遭受腐蚀和冲蚀而生成的硫化铁等腐蚀产物。由于外输管道中存在的杂质会增加天然气在管道中的阻力，降低了管道的输送能力；而输气管道中存在的液体和固体杂质会增加输气阻力，降低天然气的通过量，所以无论在管道投产前或投产后都要进行清管作业。通过清管作业，减轻外输管道内壁的腐蚀，降低摩擦阻力，增大天然气的通过量，提高管道输送效率。 外输计量单元的主要设备有：聚结过滤分离器（FT-3401），八屋天然气管道发球筒（PL-3401）、乌兰图噶天然气管道发球筒（PL-3402）。 1.5.2 流程介绍 由天然气脱水装置来的合格天然气经聚结式过滤分离器（FT-3401）过滤分离后分2路分别计量后进入2条天然气外输管道。 外输计量单元工艺管道仪表流程图见DWG-0304PR01-01~02。