三甘醇(Triethylene glycol,TEG),别名二缩三乙二醇,无色无臭透明粘稠液体。可用作硝酸纤维素、橡胶、树脂、油脂、油漆、农药等的溶剂;空气杀菌剂;聚氯乙烯、聚醋酸乙烯树脂、玻璃纤维和石棉压制板的三甘醇脂类增塑剂等;还用于有机合成,如生产高沸点和良好低温性能的刹车油。
因三甘醇可与水混溶,所以在工业上也常用来作为天然气、油田伴生气和二氧化碳的脱水剂。以下将简要介绍其在天然气脱水过程中的应用进展。
背景
在天然气从采出至消费的各个处理或加工步骤中,水是最常见的杂质组分。天然气中的水通常为饱和水。一般认为,天然气中的水分只有在以液态水的形式存在时才是有害的,因为液态水的存在将导致冰及水合物的形成、设备腐蚀与开裂及影响管道输气效率等诸多操作问题。故天然气脱水工艺是处理过程中的重要环节。
有一系列方法可用于原料天然气脱水,并使之达到管输或深度脱水要求,按其工艺原理大致可分为压缩与冷冻(物理)分离法、溶剂吸收法和固体吸附剂法三类。其中,以三甘醇(TEG)为代表的溶剂吸收法是目前天然气工业中应用最普遍的脱水工艺。使用三甘醇作为脱水剂具有吸水力强,在天然气中溶解度低,沸点高,易再生,投资小等优点。
Drizo 工艺 [1,2]
传统的三甘醇脱水流程所得到的三甘醇贫液浓度低,对于脱水深度要求较高的情况无法达到要求。因此,研究人员在传统三甘醇脱水流程的基础上做出了改进,称为 Drizo 工艺。
套经改进的 Drizo 工艺深度脱水装置于 1999 年在匈牙利 Szeged 油田建成投产,该装置用于膨胀机法轻烃回收的原料气脱水。处理量为 384×104 m3/d,脱水塔操作压力 5.0~6.0 MPa,温度 20~35 ℃。经深度脱水后的原料气能适应脱甲烷塔顶 -108 ℃、表压 1.6 MPa 的低温。现场以卡尔-费休法测定的贫 TEG 中水分体积分数约 0.1×10-6,实际已低至测量仪器下限;对应的TEG质量分数超过 99.999%。当原料气进装置的温度为30 ℃时,出口干气露点预计达到-130 ℃以下。
Drizo 脱水工艺是在传统脱水工艺的基础上引入共沸再生的改进工艺流程。其关键在于在再生塔之后设置三相分离器,分离气相,水和共沸剂,以循环利用共沸剂,减少损失。共沸剂本身具有不溶于水和三甘醇的特性,因此,Drizo 脱水工艺过程中的三甘醇损失量少,回收得到的三甘醇贫液浓度高,脱水后干天然气的水露点低。
参考文献
[1] 陈赓良. 天然气三甘醇脱水工艺的技术进展[J]. 石油与天然气化工. 2016, 44(6): 1-9.
[2] 贺三,刘阳,樊林华,等. DRIZO脱水工艺模拟分析[J].天然气与石油. 2016, 01.