天然气富气输送工艺技术

smtssien天然气富气输送工艺技术西南石油大学胡安鑫摘要:介绍国内外部分富气管道和富气输送工艺特点,分析了气体处理、输送相态以及输送方式,并对干气输送进行了比较,指出富气输送⊥艺的现状和今后应该研究的方向关键词:天然气富气富气输送密相技术0引言该管道开创了将双相混输技术运用于长距离高压输气管道设计中的先例,也是北美最大的输气管道天然气管道输送大多采用的是“干气输送”,系统即输送的天然气是经处理脱除水、硫化物和凝析液美洲墨西哥湾1977年投产的 Michigan-USNGL)的干气,这种输送要求在井场附近建设复杂 alf Coast管道长130km、最大管径为762mm,进的油气处理装置,不仅成本高,而且不利于管理和口压力9MPa,输送量可达283×10°m3d维护。随着天然气开发活动向沙漠、海洋等环境恶澳大利亚1986年投产的 North Ranki2 Burrup管劣地区延伸,传统的“干气输送”成本越来越高叮,道长134km、管径为1016m,设计压力6~1lPa,其应用受到了经济上的极大限制。输送量可达46×10m3d1993年投产的CATS管道富气是指含有较多天然气凝析液(NGL)的天然投产时输送的是 Everest、 Lomond两个凝析气田的气,由于其单位体积的热值相对高于普通干气而称凝析气,它采用了超临界压力下的密相输送技术为富气。富气输送工艺是指输入管道前只将天然气管道全长为400km、管径为9144mm、设计压力达中的水、硫化物和部分液体脱掉,而将乙烷、丙烷、到17.9MPa,它实现了天然气凝析液两相输送变成丁烷、戊烷等重烃气(凝析液的主要成分)保留在天单相输送,输送量超过45×10°m3/d然气流中一起输送的工艺。与干气输送相比,富气英国北海Fngg大气田至苏格兰 Saint Fergus的输送简化了井口和净化处理设施的配置,降低了建天然气凝析液混输管道长365km、管径为813mm,少压缩机功率要求,从而增加管道的输送效率。因目前世界上最长的混输管道之4+10m2a,是设投资123。同时通过提高管道内气体的密度,减操作压力5~14MPa,输送量可达65此,对于环境恶劣的海洋或边际油气田开发,富气在我国,东海平湖凝析气田铺设了两相混输送输送工艺技术具有重要意义。管道,输管道长365km、管径为386mm,操作压力5~10.5MPa,输送量可达21×10°m3/d,于19993国内外概况月投产。胜利油田也投用了长3km的混输管道。渤海开发了锦州20-2凝析气田,并建有长50km、管径随着世界范围油气田的开发,天然气管道输送为304.8m的两相混输上岸管道技术得到不断发展,资料显示,全世界长距离混输总结国内外双相混输送管道可以发现,管道富管道已超过了200条。加拿大到美国中西部芝加哥气输送在海洋上面应用甚多,在凝析气田的地面集市场的高压富气天然气管道(联盟管道)是世界上第输管道中得到了一定应用,但在陆上富气长输管道条采用富气输送工艺的陆上长输管道,于2000年中的应用并不多见。建成投产,总长约3000km,其间有14座压缩机站,今后在管道的富气输送工艺上应该借鉴国内))2007年第5期上海煤气Tra■s■外管道设计、建设和管理中采用的各种先进技术,的流速和压降,也提高了压缩机的效率,因为在给不仅运用双相混输技术于海洋油气田,而且运用于定的功率下,流体密度越大,压缩机产生压头的效陆上输气管道,力求节约投资,提髙管道输送效率,率越高。较重的凝析液会增加天然气密度,使之更推动我国管道输送技术发展。易压缩,这使管道沿线配置的压缩机站所需功率下降,既节省了压缩机的功率,又减少了燃料消耗,2富气输送工艺也可使气流的热值增加。同时,天然气密度增加,管道输送的总能量也增加,提高了输送效率。21富气输送特点与干气输送比较,富气输送主要有以下特点2气体的处理(1)输送压力高,脱除凝析液的处理厂设在了管富气输送有单相和两相两种形式,其中的单相道的末端,简化了矿场处理工艺。天然气富气输送输送包括传统压力下的单相输送和高压密相输送,与干气输送不同,天然气管道的富气输送技术难点在高压富气进行长距离输送之前,要脱去气中的水是必须控制好管输条件,以确保输送过程中重烃气分和H2S,因为含水的高压富气在长距离输送时,其不致变成液态析出。而要使凝析液与天然气以气态腐蚀问题和水合物问题难容易致使管道发生事故单相输送,就必须使管道的压力和温度都要高于气进行天然气处理的主要目的是控制烃、水露点和脱体的临界值。硫,以保证天然气顺利输送。富气在传统压力下单富气输送区别于普通输气管道的一个特点是相输送工艺要求的烃露点与用一般管输气要求的将脱除凝析液的处理厂设在了管道的末端,而不是相同:富气的密相输送要求富气的临界冷凝压力不起点。因为不脱除天然气中的凝析油,而将凝析油能太高。富气密相输送和两相输送对富气的烃露点与天然气一起输送,将重质组分留在气流内来提高没有严格的要求密度及气流的过压缩性,省去气体工厂深度切割分当重烃含量不高时,富气脱油后的烃露点可满离系统的投资及将轻烃输向最终用户的昂贵费用,足对一般管道气的质量要求,这时富气可在传统压这对提髙管道输送效率大有好处,既满足了市场对力下实现单相输送。这里需要脱除富气中的凝析油输气能力明显增长的要求,同时也解决了产气区大和水,主要方法是低温分离,它可使脱油、脱水同量轻烃的运输和销售问题,并能产生巨大的经济效时完成。当富气中含有H2S时,由于传统压力下单益相输送工艺要求充分脱除气中的凝析油,而富气中(2)对管材韧性要求高。由于管道处于高压下,的重烃含量又不高,所以脱油后的富气其脱硫、脱且天然气成分不同,在富气输送中就要求管道钢材水过程与一般的贫气类似。韧性值要高于传统管道。管道设计的一个重要问题对重烃含量较低、尚未经严格脱油处理的富是裂纹的预防和控制,要求管道的开裂速度要低于气,或者重烃含量很高、已经过脱油处理的富气,管道内天然气的泄压波速富气的露点也常常难以达到对一般管输气的质量泄压波速度取决于天然气的成分、压力和温要求。这时富气可以采用密相或两相输送。只要适度。通常情况下,工作压力越高,热值越高,天然当脱除一些凝析油,任何组成的富气都可以以密相气的泄压波速度就越慢,所要求的开裂速度就越或两相输送。低,相应地要求管道的韧性更高由于富气中含有较多的重烃,在脱硫、脱水过经验表明,管道在较高压力运行比低压更安程中,要防止发生富气反凝析和吸收溶剂吸收过多全。这是由于随着壁厚的增加,外界造成损坏或管的重烃等问题道腐蚀引起损坏的风险急剧下降。(3)气体密度大,压缩机效率高,输送效率高。2.3富气输送相态高的输气压力能使气体密度加大,这就降低了气体富气输送包括传统压力下的单相输送、高压密miSsionM. seas concn相输送和两相输送,最受关注的是密相输送。富气3结束语密相输送就是要求管道最低运行压力要高于气体的临界凝析压力,而临界凝析压力是气液两相能够与传统的千气输送工艺相比,凝析气田、油田独立存在的最高压力。另外,在传统的天然气管道的富气密相输送技术可以简化矿场天然气处理工中,管道的运行温度要高于所输气体的临界凝析温艺,节省矿场分离凝析液和储运凝析液的费用。特度,临界凝析温度是形成液相的最髙温度。由于管别是在海洋、沙漠等环境恶劣的油气田的天然气集道的温度和压力没有进入两相区,这两种方式都避输系统及长输系统中,大输量、长距离富气输送工开了两相区,因此可以进行密相输送19。艺具有较好的经济性。为了掌握管道中气相的输送情况,应采用将管在富气的管输方案确定过程中,应模拟分析输道分成小段的方法,研究每小段的相态变化,从中送介质的相态及其变化、各阶段产生的条件,以便了解凝析气在管道中的相态变化确定管道运行操作方法和条件,技术是否可行,经密相气体输送的特点是在管道内实现了单相济是否合理。要综合考虑设计、施工、操作管理和流动,避免了因凝析液的积聚而降低管道输送能力经济性等因素,从油气的处理和输送系统工程的角和液寒处置等气液混输中出现的技术问题。但密相度考虑,最终确定出较为合适的输送方案48。输送管道的工作压力比较高,管道建设和运行费用虽然国内外富气输送工艺已解决了许多技术相对也高,而且管道在生产运行中启动和停输时,问题,但在具体应用时,仍需借鉴国外的研究成果,管内压力不会始终保持在临界凝析压力之上,因而并结合实际情况进行研究密相流管道在设计时,应仔细考虑非正常工况下(压力变化过程)管内液塞的处置问题“参考文献[]1邓道明宫敬于达富气处理和输送工艺技术门中国海24富气输送方式上油气,2004,165):345-348由于富气的脱烃深度和管道操作条件不同,实(2]刘雯邹晓波国外天然气管道输送技术发展现状门石际生产中富气的输送方式可能是单相输送和高压油工程建设20031(3)2023密相输送和两相输送方式中的一种,也可能是不同B3]常景龙牛琳玉管道的富气输送工艺门油气储基本方式的组合。其中两相输送输送是技术最为复2200202)1619杂,是最具有挑战性的输送方式。[4]赵芸袁宗明等.富气输送技术(油气储对于没有进行脱重烃处理的富气,如果不增压运2005,24(7):1-3和不升温,整个管道内的富气常常为两相流动;如5 Openshaw PJet al Gas purification in the dense phase at果增压不大,则管道的前部分是单相流动,后部分the Cats terminal The 78th GPA Annual Convention是两相流动如果增压足够大,则整个管道内的富阿 Karl S. Dense phase gas transport in statpipe1气可以单相流动International Conference on Multiphase Flow, Stavanger, 1987对于管道起点压力大于富气的临界冷凝压力[门邓道明宫敬等富气的相态特性及其工程意义门油气且部分管段为单相流动、部分管段为两相流动情储运20052001214况,要注意校核富气两相流的压力温度轨迹是否接8]邓道明等.富气的密相输送工艺技术门天然气工近临界区。富气两相流靠近临界区的操作是不稳定业2004,24(10):139-142的,特别是微小的压力、温度变化会引起持液率发[9]宫敬混相输送技术与应用门油气储运,2003,22(9):35-38生大的波动,因此富气两相流管道的操作范围应远离临界区17收稿日期200705-28(下转第38页))2007年第5期上海气综yw. cock这些粗浅的预警思路还不成熟,还需进一步完学提出预警信号发布的危机种类、等级、影响的范善使之更科学更完整,也可从其他角度设计预彆方围和人口、对社会安定和经济发展影响的程度等。式,如根据危机发生的概率进行预警分类等。(3)系统性原则:燃气基础设施危机预警系统应为保证监测、预警系统的科学性与准确性,可包括外网(面向全市供市民上网查询)、部门网(相关以通过公开招投标的方式选择最有实力的专业机部门、单位间的内部共享资源网络)和内网(限本部构来开展监测、预警系统,该系统必须具备:门内部使用管理的基础信息数据库),功能完善、反(1)近、远期结合:近期建成燃气基础设施运行应快速、运作规范、安全可靠的在线监测监控系统、危机分类分级测报预警系危机”只是社会运行离开原来的位置,走向统、危机应急管理指挥系统和本部门本系统的危机种未知状态,其结果是好是坏,就看我们如何管管理信息系统;远期规划重点是结合杭州城市地理理。最高明的危机管理不在于危机形成和爆发以后信息系统建设,建立包括市、区、街道和社区四个的干预,而在于排除导致危机的各种可能性,从根层次,涉及各个管理部门的燃气基础设施危机预警本上防止危机的形成、爆发,也就是“防患于末然”。系统管理信息网络体系。对燃气基础设施危机管理来说最重要的莫过于将(2)定量与定性相结合原则:在进行有效监测的危机管理意识寓于常规管理中,贯穿于管理过程的基础上,开展数据采集、定量定性分析及研究,科始终。Briefly Analysis on Hangzhou Gas Infrastructure Construction Crisis ManagementHangzhou Municipal Public Utility Supervision Center Ye XinyingAbstract: Gas infrastructure construction crisis management is a significant aspect of urban infrastructureconstruction crisis management. It means govemment uniting organization, relative department and enterpriseperforming own responsibility, mobilizing and organizing social forces; to ensure that gas infrastructureconstruction and social life and producing are regular as usual by early-warning, reaction(mobilization anddisposal), rescue, restoration and other actions. The article analyzes crisis management, crises monitoringmechanism, early-warning system, and other aspectsKey words: crisis management emergency plans crises monitoring early-warning mechanisn(上接第14页)Technology of Unstripped Natural Gas TransmissionSouthwest Petroleum University Hu AnxinAbstract: The article introduces parts of domestic and foreign unstripped gas pipe transmission techniquefeature. and analyzes gas treatment, transmission phase, and transmission method, comparing to dry gastransmission. The paper also discusses about the present situation of unstripped gas transmission technology andresearch direction in futureKey words: natural gas rich gas unstripped gas transmission dense phase technolog》2007年第5期上海媾气