张瑞
（宁夏哈纳斯液化天然气有限公司 宁夏 银川 750021）
关键词:天然气；脱水床层；顺控程序；脱水指标
中图分类号：TE644 文献标志码：B
Optimization Of Natural Gas Dehydration Bed
Zhang rui
（Ningxia
hanas liquefied natural gas co., LTD NingXia YinChuan 750021）
Absrtact: According to
the high temperature of the dehydration bed of the liquefied natural gas unit
in Ningxia, the water content index of the outlet of the natural gas
dehydration bed appeared in the late stage of the adsorption, and after the
control procedure of the dehydration bed, the control time, the natural gas enters
the dehydration bed operation temperature and the water content investigation
test, unifies the Ningxia Yinchuan weather temperature characteristic, to the
natural gas dehydration bed control procedure, the control parameter optimizes,
adjusts the bed layer switch time and the period, completely solves the
dehydration bed layer dehydration quota standard question.
Keywords: Natural gas; Dehydration bed;
Sequence control program; Dehydration indicators
在天然气处理和加工工业中，天然气的脱水是天然气管道输送和天然气液化前的预处理工段，若天然气中含有水，在低温液化时，天然气中的水会以冰或霜的形式冻结在换热器的管束或节流阀的工作部位，使换热器压差增大，降低装置的生产能力，在一定的工况下，天然气和水形成天然气水合物，从而堵塞换热管道和设备，严重影响了安全运行，为了避免天然气中的水对液化工艺的影响[1]，需将天然气中的水在液化前脱除，使其含量降至2r10-6 V/V以下，才能达到液化工艺的需求，目前LNG处理厂多采用分子筛脱水的方法，宁夏哈纳斯液化天然气脱水系统则采用双分子筛床循环吸附再生吸附水分，床层分为两层，上层为可再生活性铝，主要保护分子筛床层主体免于夹带的微量胺破坏，底部为分子筛是可再生硅酸盐，吸附小于4埃的极性分子，特别适用于干燥液化深冷单元上游的天然气，水的露点可小于-80 ℃。近期随着夏天的到来，脱水床出口在吸附末期出现水分超标现象（见图1），根据床层顺控程序，控制参数，天气影响等探究，综合优化床层顺控及参数控制，及时解决了脱水床出口水分超标问题。
Figure 1． The Trend Of Exceeding The Export Index
Of Dehydrated Bed
1.
工艺流程及工艺原理
宁夏哈纳斯液化天气脱水工艺是采用双分子筛床顺控切换吸附与再生，天然气经脱CO2系统之后将天然气用空气冷却器冷却后进入脱水床[2]，脱水合格后经粉尘过滤器，进入脱重烃系统。脱水床吸附时间为12小时，再生时间包括床层并联阶段，床层预热阶段，床层加热阶段，床层冷吹阶段，床层备用阶段，再生时间为12小时5分钟，其中5分钟属于床层并联时间不计入吸附时间，每次切换床层相应的切换床层时间顺延后5分钟，再生气来自于脱水后天然气，经高温热油加热至230 ℃对床层进行再生，床层顺控控制采用自动控制
[3]，工艺流程图（图2）
2.
脱水床能力测试
该脱水床层分子筛经更换后，做过满负荷能力测试，根据工艺指标将进入脱水床层天然气控制压力为6.1 Mpag，温度：36.3 ℃，手动暂停床层顺控程序，测试时间为19.6小时，床层出口水分析仪开始上涨，半小时后脱水指标超过2r10-6 V/V，测试结束，根据李永达的天然气分子筛脱水效果研究，分子筛床层经过200次再生后，吸附能力下降30%左右，之后吸附能力趋于稳定[4]，故现分子筛床层满负荷吸附能力为14小时左右，床层完全满足12小时吸附能力。
3.
天然气含水量测试
天然气经过脱酸系统后，携带部分水分进入脱水床层，而天然气中的含水量是脱水床出口超标的因素之一，天然气中的含水量是有温度，压力决定的，在压力不变的情况下，只有温度影响天然气中的含水量，故脱水床前的温度控制很重要，但因天然气进入床层温度是有空气冷却器控制，空气冷却器受天气制约因素很大[5]。天然气进入脱水床层前含水量测试结果表明含水量随着温度升高而升高.见表1。
表1.天然气冷后含水量测试表
Table 1. Natural Gas Water Content After
Cold Test
|
温度 ℃ |
32.8 |
34 |
35.3 |
37.3 |
39.6 |
|
含水量1r10-6 V/V |
65 |
80 |
83 |
110 |
130 |
4.
天然气空气冷却器冷后温度测试：
由于宁夏银川地区天气属于昼夜温差大，白天天气温度高达33 ℃左右，冷后温度最高达40 ℃，晚上温度在20 ℃左右，冷后温度可低至30 ℃，根据空气冷却器负荷测试，冷后温度曲线如图2，冷后温度峰值在下午5-6点左右。
图3.天然气进入脱水床前温度趋势图
Figure 3. The Temperature Trend Graph
Before The Gas Enters The Dehydration Bed
5.
脱水床出口指标超标分析与优化
5.1. 脱水床出口指标超标分析
（1） 由于脱水床层顺控时间为12小时5分钟，每次切换床层相应的切换床层时间顺延后5分钟，切床时间无法固定，导致床层吸附周期无法控制，当吸附周期12小时均在高温时，极可能导致床层出口水含量超标。
（2） 宁夏银川地区天气属于昼夜温差大，晚上温度低可以控制温度参数在36 ℃以内，但是白天气温高，远远超出了可控范围，导致天然气含水量升高。往年使用工厂水对空气冷却器进行降温，温度可以冷却下来，
但是空气冷却器容易结垢，影响换热效果，缩短使用寿命，空气冷却器下方设备，管线，电机在长时间的喷淋水作用，时常烧坏，生锈，严重影响生产和平稳运行。
（3） 冷后温度设置自动值，一直为36 ℃，晚上变频电机转速很低，可以降低天然气含水量的机会错过了，导致白天含水量增加使脱水床出口水含量超标。
5.2.脱水床优化措施
（1） 更改脱水床顺控程序，将5分钟的并联程序计入吸附时间，将切换床层时间精确到12小时，切换床层时间为下午5点和晚上5点，这样将高温天气平均到两个床层上。
（2） 根据昼夜温差大的特点，将冷后温度更改为30 ℃，晚上温度更低，使进入脱水床的水量降低，白天无法控制温度，含水量增加，吸附12小时总水量降低，可以保证脱水床完全吸附，以达到脱水床出口指标合格。
6.
结论：
经过脱水床层优化后，未出现过脱水床层出口水含量超标事件，保证了装置平稳安全生产。装置有同类现象可做以借鉴。
参考文献
[1] 李明,王晖,温冬云,等.部分液化型LNG生产装置的设计[J].石油与天然气化工,2008,第37期,第4卷:312-316.
[2]候立河,贺志福.LNG脱酸系统发泡原因分析及处理[J].广州化工,2012,第40卷,第24期:149-150.
[3]李林.常用气体脱水干燥工艺介绍及应用[J].化工技术与开发,2013,第7期:38-41.
[4] 李永达.天然气分子筛脱水效果研究[D].浙江大学硕士学位论文,2003.
[5] 陈昭财,任亚峰,赵兴怀,等.分子筛脱水工艺分析与比较[J],化工工程与装备,2012,第2期:121-122.
订阅方式：
①在线订阅（推荐）：www.sdchem.net.cn
②邮局订阅：邮发代号24-109
投稿方式：
①在线投稿（推荐）：www.sdchem.net.cn
作者只需要简单注册获得用户名和密码后，就可随时进行投稿、查稿，全程跟踪稿件的发表过程，使您的论文发表更加方便、快捷、透明、高效。
②邮箱投稿：sdhgtg@163.com sdhg@sdchem.net
若“在线投稿”不成功，可使用邮箱投稿，投稿邮件主题：第一作者名字/稿件题目。
投稿时请注意以下事项：
①文前应有中英文“题目”、“作者姓名”、“单位”、“邮编”、“摘要”、“关键词”；
②作者简介包括：姓名、出生年、性别、民族、籍贯或出生地、工作单位、职务或职称、学位、研究方向；
③论文末应附“参考文献”，执行国标GB/T7714-2005标准，“参考文献”序号应与论文中出现的顺序相符；
④注明作者的联系方式，包括电话、E-mail、详细的通讯地址、邮编，以便联系并邮寄杂志。
欢迎投稿 答复快捷 发表迅速