小型天然气冷冻脱水装置优化研究

刘鹏，肖智光，张弛

(中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司川西北气矿，  四川 江油621700)

作者简介：刘鹏（1985—），男，工程师，硕士，主要从事天然气开发与生产管理工作， liupeng85@petrochina.com.cn.

摘要：小型天然气冷冻脱水装置利用外供冷源，在低温条件下，通过蒸气冷凝以达到天然气脱水的目的，具有小型化、橇装化、流程短、占地小、耗能少、无需人员值守等优点。然而，现场试验应用结果显示，该装置存在排污系统设计不合理、冷凝器效率低、整体散热差和热交换效率低等问题。为此，对原装置原料气冷却换热和干气复热方式、撬装尺寸、整体散热和排污系统进行优化改造，并在蓬莱4井对优化后的装置进行了现场试验。结果表明：优化后的小型天然气冷冻脱水装置运行平稳，进出口天然气露点降达34 ℃，产水量达1.5 kg/h，脱水效果良好，适用于小规模井场、孤井，为就地处理非含硫天然气提供了一种有效方法。

关键词：天然气; 冷冻脱水装置; 小型; 优化; 现场试验

中图分类号：TE645   文献标识码：A   文章编号：2095-509X(2020)01-0092-04

目前常用天然气脱水技术包括三甘醇脱水法和分子筛脱水法［1］。其中当存在轻质油时，三甘醇脱水法会有一定程度发泡倾向，有时需加入消泡剂，该方法适用于处理量较大的场合；分子筛脱水法要求水露点低，适用于需要深度脱水的场合，且对于大型天然气冷冻脱水装置，其设备投资和操作费用高［2-4］。由于三甘醇脱水法和分子筛脱水法脱水成本较高，因此不适用于需要就地处理非含硫天然气的小规模井场、孤井和边远井。

为此，根据冷冻脱水原理，本文设计了小型天然气冷冻脱水装置并开展了现场试验，根据试验结果对装置存在问题进行了分析，并进行了优化改造和再次现场试验。

1技术原理

天然气冷冻脱水工艺是利用外供冷源，采用低温分离法将井场产出的原料气进行脱油、脱水，使天然气含水量、烃露点符合商品天然气质量指标和管道输送要求［5-7］。