天然氣工業(yè)常用的脫水方法有膨脹冷卻法、加壓冷卻法、固體吸附劑吸附法、溶劑吸收法等。目前世界上天然氣脫水應(yīng)用zui多的方法是溶劑吸收法中的甘醇法 , 而國內(nèi)普遍采用的是三甘醇法。9 b  Q! t% j1 M
(1) 低溫冷凝脫水 　
6 y$ |7 A2 Y% J該方法采用各種方法把高壓天然氣節(jié)流降壓致冷 , 用低溫分離法從天然氣中回收凝析液。這種方法是國內(nèi)氣田中除三甘醇法外應(yīng)用較多的天然氣脫水工藝。長慶采氣二廠、塔里木克拉 2等均采用該方法 , 它具有工藝簡單、設(shè)備較少等優(yōu)點(diǎn) , 但也有耗能高、水露點(diǎn)高等缺點(diǎn)。
0 g$ ?+ @# X( J0 P8 s& T! q(2) J2 T閥和透平膨脹機(jī) ' z4 N; v$ l% U; q: L
J2 T閥和透平膨脹機(jī)脫水屬于低溫冷凝方法脫水。對于高壓天然氣,冷卻脫水是非常經(jīng)濟(jì)的。例如大慶油田目前采用很多透平膨脹機(jī)脫水 , 四川的臥龍河和中壩氣田則使用了 J2 T閥脫水。這些方法的缺點(diǎn)是: ①脫水循環(huán)的一部分處于水合物生成范圍內(nèi), 容易生成水合物 , 因此需要采取添加抑制劑等防止水合物生成的措施 , 以及相應(yīng)配套的抑制劑回收系統(tǒng); ② 需要深度脫水時需配備制冷設(shè)備 , 會引起工程投資和使用成本的提高; ③ 透平膨脹機(jī)有高速運(yùn)動部件 , 制造難度大、可靠性差。$ a7 |& q# N0 ?
(3) 三甘醇脫水 　1 L7 ^% Z% y' m- Q0 r( P+ D
三甘醇脫水屬于溶劑吸收法脫水 , 在天然氣工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。這種脫水系統(tǒng)包括分離器、吸收塔和三甘醇再生系統(tǒng)。存在的主要問題是: ① 系統(tǒng)比較復(fù)雜; ② 三甘醇溶液再生過程的能耗比較大; ③ 三甘醇溶液會損失和被污染 , 因此需要補(bǔ)充和凈化; ④ 三甘醇與空氣接觸會發(fā)生氧化反應(yīng) , 生成有腐蝕性的有機(jī)酸。所以 , 三甘醇脫水的投資和運(yùn)行成本比較高。目前國內(nèi)的橇裝三甘醇脫水系統(tǒng)多從國外引進(jìn)。雖然性能很好 , 但是也存在很多問題。如一次性投資比較大; 各種零配件和消耗品不易購買 , 而且價格昂貴; 計量標(biāo)準(zhǔn)與我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)不同; 測量系統(tǒng)不適合我國的天然氣性質(zhì)等。例如四川大天池天然氣輸送干線引進(jìn)的橇裝三甘醇脫水系統(tǒng) , 1999年 3月 25日至 7月 27日試運(yùn)行過程中 , 日平均三甘醇消耗量為 1119 kg, 而且隨著裝置運(yùn)行時間延長 , 三甘醇消耗逐漸增加。由于使用的三甘醇需要進(jìn)口 , 價格為 36元 /kg, 因此三甘醇消耗量成為影響生產(chǎn)成本的重要因素。! V7 f: Y1 |. e) e9 u) {! D
(4) 分子篩脫水 　
& u; I0 j6 f5 F& r' _. J2 X5 `8 k 分子篩脫水屬于固體吸附法脫水, 脫水系統(tǒng)主要包括 2個或 3個處于脫水、再生和冷吹狀態(tài)的干燥器, 以及再生氣加熱系統(tǒng)。分子篩脫水法更適合于深度脫水, 露點(diǎn)可以降低到 -73 ℃ 以下。但是, 對于大裝置, 設(shè)備投資和操作費(fèi)用都比較高, 如果脫水要求的露點(diǎn)相同, 建設(shè) 1座處理量為 28萬 m3/d的處理站, 分子篩脫水的投資比三甘醇多 53%。另外, 分子篩脫水的再生過程能耗比較大, 干燥器下層的吸附劑需要經(jīng)常更換。) }8 v6 l: T' E" Z5 u, V9 v
(5) 超音速脫水 　
" \+ |( R$ G) {7 `2 G& f/ ]作為新型脫水技術(shù)的超音速脫水 , 國外主要是在殼牌石油公司支持下開展研究 , 包括計算機(jī)數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)室研究和現(xiàn)場試驗(yàn)研究?；A(chǔ)的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬研究主要在荷蘭的埃因霍恩科技大學(xué)等幾所大學(xué)中進(jìn)行; 現(xiàn)場的試驗(yàn)研究正在荷蘭 (1998年 )、尼日利亞 (2000年 )和挪威 (2002年 ) 的天然氣氣田和海上平臺進(jìn)行 ,主要驗(yàn)證系統(tǒng)長期穩(wěn)定工作的能力 , 并在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行不斷的改進(jìn)。所有的研究都取得了滿意的結(jié)果。目前 , 這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用狀態(tài)。6 Z.

(6) 膜分離法脫水0 M: C6 [. }2 A6 u1 H' |
美國氣體產(chǎn)品公司的柏美亞部(Permea)是氣體分離膜的*, 利用專業(yè)技術(shù)力量從八十年代中開始天然氣脫水膜的研究, 至 1999 年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)天然氣脫水膜的商業(yè)化, 所使用的膜為新型普里森(Prism)氣體分離膜, 分離系統(tǒng)在 4~8 MPa 的壓力下, 并輔以原料氣流量的 2%~5% 干燥氣作為返吹氣的條件下, 可脫除天然氣中 95%的水分, 從而得到含水量達(dá)到管線輸送標(biāo)準(zhǔn)的干燥天然氣。和其它膜分離一樣, 膜天然氣脫水具有結(jié)構(gòu)簡單、 可靠性高、 操作維修方便、 無環(huán)境污染、操作費(fèi)用及投資低的特點(diǎn), 它將成為對傳統(tǒng)脫水法競爭性的新工藝。

便攜式露點(diǎn)儀MDM300-IS-HZ500露點(diǎn)儀為可用于生產(chǎn)過程中氣體露點(diǎn)檢測的智能型工業(yè)分析儀表，能夠自動、快速、連續(xù)地分析管道中氣體的水露點(diǎn)值（℃），并快速自動計算出天然氣運(yùn)行工況下的計算微量水含量（ppm），并可對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲。其敏感元件中的吸濕層Al2O3只對被測介質(zhì)中的水蒸汽分壓有響應(yīng)，與介質(zhì)中的水蒸汽分壓有直接的對應(yīng)關(guān)系，對氣體中的其它組分為惰性。穩(wěn)定性好、使用壽命長、易于操作。

油田伴生氣便攜式露點(diǎn)儀MDM300-IS-HZ500儀器測量范圍寬，-120oC~+30oC，對應(yīng)范圍為0.1ppb~40000ppm，測量準(zhǔn)確度優(yōu)于±2℃。直接對氣體中的水分含量進(jìn)行測量，計算出相應(yīng)的水露點(diǎn)，露點(diǎn)儀具備壓力補(bǔ)償功能，可以在常壓下進(jìn)行測量露點(diǎn)及ppm水含量的測試，通過壓力補(bǔ)償顯示壓力下的露點(diǎn)及ppm水含量，反之也可以在帶壓下進(jìn)行測量露點(diǎn)及ppm水含量的測試，通過壓力補(bǔ)償顯示常壓下的露點(diǎn)及ppm水含量。

MDM300-IS由BASEEFA（2001）批準(zhǔn)可用于II 1G EEx ia IIC (155°C)T3危險區(qū)域。

預(yù)處理系統(tǒng)特點(diǎn)：

被測樣品伴生氣從脫水裝置分子篩出站干氣管線上接出，與耐壓不銹鋼波紋管相連，進(jìn)入上述的預(yù)處理系統(tǒng)?？紤]到被分析伴生氣的溫度、流量及所含雜質(zhì)情況，特別選擇了美國A+公司專門為伴生氣中液態(tài)雜質(zhì)過濾而設(shè)計的膜過濾器，該過濾器可以除去*液體極顆粒污染物，只允許氣體進(jìn)入后面的調(diào)壓調(diào)閥及分析儀器，當(dāng)伴生氣中含有較多的液體時，其*的Liquid Block設(shè)計可以阻止氣流流向下游中的其他的部件及分析儀器，避免樣氣中的液體污染物污染分析儀器，為分析儀器提供充分的保障。

    經(jīng)美國A+過濾器過濾除去液體及部分固體顆粒污染物后，樣氣繼續(xù)流經(jīng)美國FITOK公司的能過濾0.5微米顆粒的過濾器，經(jīng)過上述二級過濾，確保除去1 um以下的固液雜質(zhì)，保證樣氣的質(zhì)量及潔凈，保證濾芯能夠連續(xù)使用12個月以上。

二級過濾后的樣氣進(jìn)入調(diào)壓閥，經(jīng)調(diào)壓閥降壓穩(wěn)壓后進(jìn)入流量調(diào)節(jié)閥，根據(jù)儀器后面流量計的指示調(diào)節(jié)被測樣氣流量至0.2-12L/min左右，以滿足露點(diǎn)分析儀對被測氣體流量的要求。

預(yù)處理系統(tǒng)中同時包括快速響應(yīng)通道，一方面可以增大整套系統(tǒng)的氣體流量，以縮短響應(yīng)時間，另一方面有氣體連續(xù)吹掃膜過濾器，保證膜過濾器過濾的液體及顆粒污染物及時排出系統(tǒng)。

該樣氣處理系統(tǒng)設(shè)計合理緊湊，所有氣體接觸部分的材質(zhì)均為316不銹鋼，耐腐蝕，整套系統(tǒng)固定在相應(yīng)的安裝基座上，且易于拆裝。所有接頭均采用前后卡套+螺帽式連接，可充分保證其密封性，系統(tǒng)的所有設(shè)備及管路均無泄漏，能夠適應(yīng)樣氣的壓力、溫度范圍，并耐腐蝕，而且不改變氣體的化學(xué)性質(zhì)。

油田伴生氣便攜式露點(diǎn)儀MDM300-IS-HZ500技術(shù)指標(biāo)

型號：MDM300-IS

氣體連接：進(jìn)氣/出氣口1/8” Swagelok®耦合接頭

顯示： LCD

測量范圍：-120~+30°C露點(diǎn)

校驗(yàn)范圍：-100~ +20°C露點(diǎn)

精度：±2°C

分辨率：0.1°C露點(diǎn)(所有單位為3位有效數(shù)字)

單位：°C，°F, K露點(diǎn)；ppm(v)；ppm(w)空氣，N2，H2，SF6，CO2天然氣；gm-3 (天然氣)；Lb/mmscf (天然氣)

數(shù)據(jù)存儲：至10,000個一級和二級變量的采樣，時間和日期，標(biāo)記和識別號碼

通訊：藍(lán)牙傳送

電源：內(nèi)部可充電電池組件由外接電源充電器(提供)充電，充電后額定工作時為24小時

外箱：定制的聚亞安酯箱子，帶一體式墊襯攜帶把手

尺寸： 250W × 300D × 150H mm （大約）

重量： 3 kg

入口保護(hù)：IP65 (NEMA 12)

工作溫度： -20~+40°C

貯存溫度：-65~+65°C

工作壓力：30 MPa (max)

流量：0.2~1.2Nlmin-1

本質(zhì)安全證書：IIG EEx ia IIC (155°C) T3

通過Baseefa (2001)有限公司認(rèn)證

證書編號：Baseefa03ATEX0090X

FM證書編號：J.I.6D0AX

CSA文件編號：LR 114519-1

氣體接觸部件：316不銹鋼