页岩气三甘醇脱水装置脱水效果影响因素分析

doi:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.05.001

辽宁石油化工大学学报 ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (5): 1-8.DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2021.05.001

页岩气三甘醇脱水装置脱水效果影响因素分析

廖柯熹(), 王敏安(), 彭浩, 何国玺, 冷吉辉

西南石油大学石油与天然气工程学院，四川成都 610500

收稿日期:2020-10-07 修回日期:2020-10-26 出版日期:2021-10-25 发布日期:2021-11-09
通讯作者: 王敏安
作者简介:廖柯熹（1970⁃），男，博士，教授，博士生导师，从事油气储运系统结构与安全、油气管道风险评价以及完整性管理方面的研究；E⁃mail：liaokxswpi@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51674212)

Analysis of Factors Affecting the Dehydration Effect of Shale Gas Triethylene Glycol Dehydration Unit

Kexi Liao(), Min'an Wang(), Hao Peng, Guoxi He, Jihui Leng

School of Petroleum and Natural Gas Engineering，Southwest Petroleum University，Chengdu Sichuan 610500，China

Received:2020-10-07 Revised:2020-10-26 Published:2021-10-25 Online:2021-11-09
Contact: Min'an Wang

摘要/Abstract

摘要：

在页岩气田的不同生产阶段，各项工况参数变化范围较大，三甘醇脱水装置运行工况可能会偏离最佳区间，容易导致脱水效果不显著，从而影响正常生产。采用HYSYS软件，对300.0×10⁴ Nm³/d的页岩气三甘醇脱水装置进行了流程模拟，定量分析了三甘醇循环量、三甘醇贫液质量分数、原料气入塔流量、原料气入塔温度、吸收塔操作压力、三甘醇贫液入塔温度、塔板总效率和吸收塔塔板数等工艺参数对三甘醇脱水效果的影响，并确定各项工艺参数的合理操作范围，以实现最佳脱水效果，满足干气外输要求。结果表明，提高三甘醇循环量、贫液质量分数、吸收塔操作压力、塔板总效率和吸收塔板数，以及降低原料气入塔流量和温度、三甘醇贫液入塔温度，有助于改善三甘醇脱水效果；提高重沸器温度和汽提气流量有利于提高三甘醇贫液质量分数。此外，将HYSYS模拟计算结果与现场生产数据进行了对比，结果表明两者基本吻合，从而验证了模拟计算结果的准确性，其可用于指导实际生产。上述研究结果对提高脱水效率和降低投资成本具有一定的指导意义。

关键词: 页岩气田, 三甘醇脱水装置, 脱水效果, HYSYS软件, 定量分析

Abstract:

In different production stages of shale gas fields, various operating conditions and parameters vary widely, and the operating conditions of the triethylene glycol dehydration unit may deviate from the optimal range, which may easily lead to insignificant dehydration effects, which will affect normal production. The HYSYS software was used to simulate the process of a 300.0×10⁴ Nm³/d shale gas triethylene glycol dehydration unit.The influence of the process parameters on the dehydration effect of the triethylene glycol such as the triethylene glycol circulation volume, the mass fraction of the triethylene glycol lean liquid, the flow rate of the feed gas into the tower, and the temperature of the feed gas into the tower,the operating pressure of the absorption tower, the temperature of the lean triethylene glycol liquid entering the tower, the total efficiency of the trays and the number of trays in the absorption tower were quantitatively analyzed.And the reasonable operating range of each process parameter was determined to achieve the best dehydration effect and meet the requirements of dry gas export. The results show that increasing the triethylene glycol circulation, lean liquid mass fraction, absorption tower operating pressure, total tray efficiency and number of absorption trays, as well as reducing the flow and temperature of feed gas into the tower, and the temperature of triethylene glycol lean liquid entering the tower are all helpful to improve the dehydration effect of triethylene glycol; increasing the temperature of the reboiler and the flow of stripping gas are beneficial to increase the mass fraction of the lean triethylene glycol. In addition, the HYSYS simulation calculation results are compared with the on?site production data. The results show that the two are basically consistent, which verifies the accuracy of the simulation calculation results, which can be used to guide actual production. The above research has certain guiding significance for improving dehydration efficiency and reducing investment cost.

Key words: Shale gas fields, Triethylene glycol dehydration unit, Dehydration effect, HYSYS software, Quantitative analysis

中图分类号:

TE866

廖柯熹, 王敏安, 彭浩, 何国玺, 冷吉辉. 页岩气三甘醇脱水装置脱水效果影响因素分析[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2021, 41(5): 1-8.

Kexi Liao, Min'an Wang, Hao Peng, Guoxi He, Jihui Leng. Analysis of Factors Affecting the Dehydration Effect of Shale Gas Triethylene Glycol Dehydration Unit[J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2021, 41(5): 1-8.

图/表 14

图1 300.0×104 Nm3/d页岩气TEG脱水工艺流程

图2 TEG脱水装置脱水模拟流程

表1 原料气的组分及其摩尔分数 (%)

组分	摩尔分数
合计	100.000
C₁	98.783
C₂	0.465
C₃—C₆	0.014
N₂	0.223
CO₂	0.492
He	0.018
H₂	0.005

图3 TEG循环量对脱水效果的影响

图4 TEG贫液质量分数对脱水效果的影响

图5 原料气入塔流量对脱水效果的影响

图6 原料气入塔温度对脱水效果的影响

图7 吸收塔操作压力对脱水效果的影响

图8 吸收塔塔板数对脱水效果的影响

图9 TEG贫液入塔温度对脱水效果的影响

图10 塔板总效率对脱水效果的影响

图11 重沸器温度对脱水效果的影响

图12 汽提气流量对脱水效果的影响

表2 模拟计算结果与现场实际生产数据对比

工艺参数	模拟数据	生产数据
原料气入塔流量×10^－4/（Nm³·d^－1）	300.0	298.5
原料气入口压力/MPa	5.05	5.03
原料气入塔温度/℃	28.5	28.2
TEG循环量/（m³·h^－1）	1.17	1.16
TEG贫液入塔温度/℃	35.4	35.2
TEG贫液质量分数/%	99.20	99.18
脱水后干气露点/℃	－18.9	－17.8

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Analysis of Factors Affecting the Dehydration Effect of Shale Gas Triethylene Glycol Dehydration Unit

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