油氣集輸課程設(shè)計——甲醇(乙二醇)注入量的計算

1、<p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　　院（系）:_石油與天然氣工程學(xué)院 專業(yè)班級:07油氣儲運二班 </p><p>　　學(xué)生姓名: xxxx 學(xué) 號: 200744xxxxx </p><p>　　設(shè)計地點（單位）： 人文社科大樓G304_______

2、 __ 設(shè)計題目:__ 2#低溫集氣站的設(shè)計工藝 </p><p>　　——甲醇（乙二醇）注入量的計算 </p><p>　　完成日期： 2010 年 7 月 1 日 指導(dǎo)教師評語: _______________________________________ </p><p>　　___________

3、________________________________________________________ </p><p>　　成績（五級記分制）:______ __________ 指導(dǎo)教師（簽字）:________ ________ </p><p><b>　　摘 要</b></p><p&g

4、t;　　天然氣中往往含有飽和水，天然氣中一旦形成水合物極易在閥門、分離器入口、管線彎頭及三通等處形成堵塞，嚴重時影響天然氣的收集和輸送，為了滿足天然氣氣質(zhì)指標和深冷分離過程的需要，必須將天然氣中的水分脫除到一定程度。天然氣生產(chǎn)過程中，通常采用節(jié)流閥或膨脹機來降低天然氣的壓力而導(dǎo)致天然氣的溫度下降，因此可能會導(dǎo)致水合物的形成。如果有水合物形成，在天然氣集輸系統(tǒng)中可采用加熱、脫水或注入抑制劑的方法來防止水合物的生成。為此，在注入抑制劑設(shè)計中

5、首先要確定天然氣的含水量。天然氣的含水量取決于天然氣的溫度，壓力和組成等條件。 根據(jù)第一次節(jié)流閥節(jié)流得到溫度和壓力，根據(jù)圖（預(yù)測形成水合物的溫度---壓力曲線）可以得到 此溫度下是否能形成水合物，若能形成需摻入抑制劑防止水合物形成。</p><p>　　關(guān)鍵字：溫度 壓力 水合物 抑制劑</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p

6、>　　為了防止生成天然氣水合物，一般有四種途徑：向氣流中加入抑制劑；提高天然氣的流動溫度；降低壓力至給定溫度下水合物的生成壓力以下；脫除天然氣中的水分。其中最積極的方法是保持管線和設(shè)備不含液態(tài)水，而最常用的辦法是向氣流中加入各種抑制劑。抑制劑法分別為熱力學(xué)抑制劑法和動力學(xué)抑制劑法。</p><p>　　我們這次所用的是熱力學(xué)抑制劑法，常見的抑制劑有醇類（如乙二醇和甲醇）和電解質(zhì)。像天然氣中加入抑制劑后，可改

7、變水溶液或水合物相的化學(xué)位，從而使水合物的形成條件移向較低的溫度或較高的壓力范圍。目前，在天然氣工業(yè)中多用甲醇和乙二醇作為抑制劑。</p><p>　　甲醇可用于任何操作溫度。由于甲醇能較多地降低水合物形成溫度，其沸點低，蒸汽壓高，水溶液凝固點低，黏度小，通常用于制冷過程或氣候寒冷的場所。一般情況下噴注的甲醇蒸發(fā)到氣相中的部分不再回收，液相甲醇溶液經(jīng)蒸餾后可循環(huán)使用，但是否循環(huán)使用需要根據(jù)處理氣量等具體情況經(jīng)技術(shù)

8、經(jīng)濟分析后定。在許多情況下，回收液相甲醇是不經(jīng)濟的，但若液相甲醇溶液不回收，廢液的處理將是個難題，需采用回注或焚燒等措施。為降低甲醇的液相損失，應(yīng)盡量減少帶入系統(tǒng)的游離水量。</p><p>　　乙二醇無毒，較甲醇沸點高，蒸發(fā)損失小，一般可回收重復(fù)使用，適用于處理氣量較大的井站和輸送管線。乙二醇溶液黏度較大，在有凝析油存在時，若溫度過低，會造成分離困難，溶解和夾帶損失增大，其溶解損失一般為0.12~0.72凝析油

9、。當操作溫度低于-10℃時，不提倡使用乙二醇。</p><p>　　廣安2#低溫集氣站的工藝設(shè)計</p><p>　　——甲醇（乙二醇）注入量的計算</p><p>　　1.1、氣體組成（%）：C1—82.3 C2—2.2 C3—2.0 C4—1.8 C5—1.5</p><p>　　C6—0.9 H2S—7.1 CO2—2.

10、2</p><p>　　由此得出：平均相對分子質(zhì)量M=20.855</p><p>　　相對密度 s=≈0.7</p><p><b>　　1.2、流程圖：</b></p><p><b>　　1.3、</b></p><p><b>　　圖3—1—1</b&

11、gt;</p><p>　　1.3.1.富液中最低抑制劑濃度：</p><p>　　-----水合物生成溫度降，℃;</p><p>　　M------抑制劑的相對分子質(zhì)量；</p><p>　　K-------抑制劑常數(shù)，甲醇取1297，乙二醇取2220；</p><p>　　------未加抑制劑時，天然氣在最高壓

12、力下形成水合物的溫度，℃；</p><p>　　-------加入抑制劑不會形成水合物的最低溫度，℃。</p><p>　　1.3.2酸性天然氣飽和含水量：</p><p>　　------酸性天然氣飽和含水量，；</p><p>　　-------氣體中H2S 、CO2的摩爾含量；</p><p>　　----- 氣

13、體中除H2S 、CO2以外的其他組分的摩爾含量；</p><p>　　-----非酸性天然氣飽和含水量，；</p><p>　　------ H2S氣體含水量，由圖3—1—3查得；</p><p>　　------- CO2氣體含水量，由圖3—1—4查得。</p><p>　　1.3.3計算抑制劑的用量：</p><p&g

14、t;　　------抑制劑最小單位耗量，；</p><p>　　------抑制劑入口處氣相含水量，；</p><p>　　-------抑制劑出口處氣相含水量，</p><p>　　--------抑制劑貧液濃度（質(zhì)量分數(shù)），%；</p><p>　　-------系數(shù)（對甘醇類抑制劑可取0，對于甲醇根據(jù)壓力和溫度函數(shù)得）。</p&g

15、t;<p>　　2 甲醇（乙二醇）抑制劑的注入量計算</p><p>　　2.1進口壓力為：17MPa的天然氣第一次節(jié)流后的壓力溫度分別為：11MPa和15℃，第二次節(jié)流后的壓力溫度為：6MPa -15℃ 。</p><p>　　根據(jù)圖（預(yù)測形成水合物的溫度---壓力曲線）3—1—1可查得在此條件下的形成水合物的臨界溫度為：19.6℃。由于環(huán)境溫度在臨界溫度以下，則需要注入

16、抑制劑進行水合物防止。本次氣體為酸性天然氣。</p><p>　　2.1.1 甲醇注入量的計算：</p><p>　　由圖查出=19.6℃ ，則：=19.6℃－（-15℃）=34.6℃</p><p>　　M(甲醇)=32.04</p><p><b>　　那么</b></p><p><b

17、>　　圖3—1—2</b></p><p>　　圖3— 1—3 圖3—1—4</p><p>　　由圖3—1—3和圖3—1—4以及天然氣含水圖查出為310, 為300.</p><p><b>　　帶入數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　同理：第二次節(jié)流

18、后的溫度和壓力：6MPa，-15℃</p><p><b>　　查圖帶入數(shù)據(jù)得</b></p><p>　　根據(jù)題意：根據(jù)溫度和壓力的函數(shù)，查圖得：=24.5</p><p><b>　　=100%</b></p><p>　　將所有數(shù)據(jù)帶入公式3.1.3得：</p><p>

19、;<b>　　=0.1322</b></p><p>　　為了保險起見，實際用量取計算值的1.15~1.20倍</p><p>　　實際每一天要注入的抑制劑量:</p><p><b>　　Q=q</b></p><p>　　實際每一個小時要注入的抑制劑量:</p><p>

20、　　Q=142.958/24kg/d=5.97kg/h</p><p>　　2.1.2 乙二醇抑制劑注入量：（查圖步驟同上述方法）</p><p>　　富液中最低抑制劑濃度：</p><p>　　則：計算抑制劑的用量：</p><p><b>　　=0</b></p><p><b>　

21、　帶入數(shù)據(jù)計算得：</b></p><p>　　為了保險起見，實際用量取計算值的1.15~1.20倍</p><p>　　實際每一天要注入的抑制劑量:</p><p><b>　　Q=q</b></p><p>　　實際每一個小時要注入的抑制劑量:</p><p>　　Q=265.1/

22、24kg/d=11.05kg/h</p><p>　　2.2 進口壓力為：12MPa的天然氣第一次節(jié)流后的壓力溫度分別為：8MPa和17℃，第二次節(jié)流后的壓力溫度為：6MPa -2℃ 。</p><p>　　根據(jù)圖（預(yù)測形成水合物的溫度---壓力曲線）可查得在此條件下的形成水合物的臨界溫度為：18℃。由于環(huán)境溫度在臨界溫度以下，則需要注入抑制劑進行水合物防止。</p>&l

23、t;p>　　2.2.1 甲醇抑制劑注入計算：</p><p>　　富液中最低抑制劑濃度：</p><p><b>　　那么</b></p><p><b>　　根據(jù)公式：</b></p><p>　　查圖3—1—11，3—1—12，3—1—13.將所得數(shù)據(jù)代入公式計算：</p>

24、<p>　　同理：第二次節(jié)流后的溫度和壓力：6MPa，-2℃</p><p><b>　　插圖帶入數(shù)據(jù)得</b></p><p>　　則：計算抑制劑的用量：</p><p>　　根據(jù)溫度和壓力的函數(shù)，查圖得：=30.1</p><p><b>　　=100%</b></p>

25、<p>　　將所有數(shù)據(jù)帶入公式得：</p><p>　　為了保險起見，實際用量取計算值的1.15~1.20倍</p><p>　　實際每一天要注入的抑制劑量:</p><p><b>　　Q=q</b></p><p>　　實際每一個小時要注入的抑制劑量:</p><p>　　Q=55.

26、483/24kg/d=2.312kg/h</p><p>　　2.2.1 乙二醇抑制劑注入量計算：</p><p>　?。ú閳D步驟同上述方法）</p><p>　　富液中最低抑制劑濃度： </p><p>　　則：計算抑制劑的用量：</p><p><b>　　=0</b></p>

27、<p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得： </p><p>　　為了保險起見，實際用量取計算值的1.15~1.20倍</p><p>　　實際每一天要注入的抑制劑量:</p><p><b>　　Q=q</b></p><p>　　實際每一個小時要注入的抑制劑量:</p><p>　　Q

28、=84.899/24kg/d=3.537kg/h</p><p><b>　　3 總結(jié)</b></p><p>　　甲醇與乙二醇用量的比較</p><p>　　(1) 甲醇。適用的情況是：①氣量小，不宜采用脫水方法；②采用其他水合物抑制劑時用量多，投資多；③在建設(shè)廠之前，使用臨時設(shè)施的地方；④水合物形成不嚴重，不常出現(xiàn)或季節(jié)性出現(xiàn)；⑤只是在開工

29、時講甲醇注入脫水系統(tǒng)中，以抑制水合物形成的地方；⑥管道較長</p><p>　　甲醇具有中等程度的毒性，可通過呼吸道，食道及皮膚侵入人體。使用甲醇做抑制劑時必須采取相應(yīng)的安全措施。</p><p>　　(2) 乙二醇無毒，，沸點高于甲醇，因而在氣相中蒸發(fā)損失少，一般可回收循環(huán)使用，使用于氣量大而又不宜采用脫水方法的場合。</p><p>　　(3) 抑制劑可采用自

30、流或泵送兩種方式。自流方式采用的設(shè)備比較簡單，但不能使抑</p><p>　　制劑連續(xù)注入，且難于控制和調(diào)節(jié)注入量；采用計量泵泵送，可克服以上缺點，</p><p>　　而且抑制劑通過噴嘴噴入、增大了接觸面，可獲得更好的效果</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1] 《天然氣集輸技術(shù)》，