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天然气脱水脱王协琴烃方法介绍（中国石油和石化工程研究会天然气专业委员会，四川 成都 610051 ）摘 要首先 天 然 气 脱 水 脱 王协琴 烃 方 法 介 绍 （中国石油和石化工程研究会天然气专业委员会，四川 成都 610051 ） 摘 要 首先介绍了为满足天然气管输要求的脱水脱烃方法，即“浅脱”。认为对油田伴生气和凝析天然气 宜采用注入水合物抑制剂的温降法，以同时满足在管输条件下对水露点和烃露点的要求；对不需要脱烃的气层天 然气和经液体脱硫后的净化天然气，则宜采用三甘醇溶液吸收脱水的方法，以满足在管输条件下对水露点的要 求。其次还介绍了温降法脱水脱烃所用水合物抑制剂的相关情况。最后指出，进入脱水脱烃设备的原料天然气的 清洁度对该设备至关重要，因此务必精心设计和操作前置分离系统。 关键词 天然气 脱水 脱烃 水合物抑制剂 中图分类号：TE644 文献标识码：A （TEG）吸收法脱水。本文就温降法脱水作一介绍。 2 温降法 该法系通过降低天然气的温度，将其中所含的 会影响天然气在管输条件下正常输送的那部分气相 水和 NGL 组分冷凝并分离出来，以满足外输气水露 点和烃露点要求的一种脱水脱烃方法。使用该法需 防止天然气在降温过程中生成水合物堵塞系统的设 备和管道，为此需要在天然气降温前注入水合物抑 制剂。降温方法可分为节流膨胀制冷降温和外部致 冷降温两种类型。前者要损失天然气自身的压力 能；后者虽然不会损失压力能，但天然气致冷需要 消耗电力。 1 概述 本文所指天然气系油气田开采的伴生气和非伴 生气。要将天然气从油气田用管道输送出去，除了 要除去其中所携带的固体杂质和游离液体外，还必 须除去在输送条件下会凝结成液体的气相水（Water Vapour）和天然气液烃（NGL）组分。天然气脱水脱烃 即指脱除天然气中会影响其在输送条件下正常流动 的那部分气相水和ＮGL 组分，以满足天然气在管输 条件下对水露点和烃露点的要求。这种只为满足输 气 要 求 的 脱 水 脱 烃 常 被 称 为 “ 浅 脱 ”（Shallow Cut）。本文只涉及“浅脱”的脱水脱烃，不涉及要 求尽可能多回收 NGL 组分的“深脱”（Deep Cut）的 脱水脱烃，以及为生产液化天然气（LNG）和车用压 缩天然气（CNG）燃料的深度脱水。但包括那些含 NGL 组分很少，不脱烃也能达到输气烃露点要求的 气层天然气（Gas Layer Gas）的脱水。 对含有较多 NGL 组分的油田伴生气和凝析天然 气而言，能同时有效脱除其中水和烃的方法是温降 法，其中包括节流膨胀制冷法和外部制冷法；对不 需要控制烃露点的气层天然气而言，应视其具体情 况选用脱水方法。通常，在有自然压力能可供利用 的场合宜选用温降法脱水，反之则宜选用三甘醇 2.1 节流膨胀制冷 节流膨胀制冷设备有 J－T 阀、超音速分离器 （3S）和膨胀机。其中，膨胀机因机组结构和运行都 较 J－T 阀和 3S 复杂，通常不适合用于“浅脱”工 程，故不属本文介绍范围。 2.1.1 J－T阀 J－T 阀在油气田上广泛用于有自然压力能可供 利用的天然气“浅脱”设备。其工艺流程见图1。 收稿日期：2009－06－01 作者简介： 王协琴（1942－），本科，高级工程师 。现为中国石油和石化工程研究会理事、天然气专业委员会副主任兼秘书 长。电话：028 天然气技术／ 51 第 3 卷王协琴：天然气脱水脱烃方法介绍第 5 期‘1 E( )2） 天然气输出条件：输出压力为 2.5 MPa，输出温度为大于 0℃，水露点小于等于-10 ℃（在 2.5MPa 压力下）。3） 计算结果：天然气进外输管线的压力为 2.5MPa， 温 度 为 24.8 ℃ ， 从 天 然 气 中 脱 第 3 卷 王协琴：天然气脱水脱烃方法介绍 第 5 期 ‘1 E( ) 2） 天然气输出条件：输出压力为 2.5 MPa， 输出温度为大于 0℃，水露点小于等于-10 ℃（在 2.5 MPa 压力下）。 3） 计算结果：天然气进外输管线的压力为 2.5 MPa， 温 度 为 24.8 ℃ ， 从 天 然 气 中 脱 除 水 4.7 kg-mol／h 或 85 kg／h （水为 100％，不含水合物抑 制剂），天然气水露点为-10 ℃（在2.5 MPa 压力下）。 显然，在该例条件下是不需要加注水合物抑制 剂的。 = N G L (M r) / 4 5 AI H 0 + (M r) 图1 J－T 阀节流制冷脱水脱烃流程图 注：1、2. 换热器；3. J－T 阀；4. 低温分离器；5. 三相分离器 J－T 阀系等焓节流降温设备[ 2 ]，因此