牛宝玉，梁进仓，王希奋
（伊犁新天煤化工有限责任公司，新疆 伊宁835000）
［摘 要］伊犁新天煤化工有限责任公司20×108 m3/a煤制天然气（SNG）项目中，SNG干燥装置采用三甘醇脱水技术。简介三甘醇干燥剂的脱水原理及系统工艺流程，对2017年6月发生的一起SNG干燥后水露点高事故的经过进行介绍，就问题的原因进行分析，对可能造成产品气水露点高的常见原因逐一提出应对措施，并总结SNG干燥系统开车操作中的注意事项。
［关键词］煤制天然气；三甘醇脱水；水露点高；原因分析；应对措施；开车操作
［中图分类号］TQ028.1+8 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2018）03-0073-03
伊犁新天煤化工有限责任公司20×108 m3/a煤制天然气项目，采用双系列送气，设计单系列天然气（SNG）产能3 000 km3/d，SNG干燥装置采用成都赛普瑞兴科技有限公司的三甘醇脱水技术。
1 三甘醇脱水原理
三甘醇别名三乙二醇，分子式为C6H14O4，属无色无臭有吸湿性的粘稠液体，沸点288 ℃，熔点-4.30 ℃，折射率1.46，闪点165.85 ℃，粘度49 mPa·s，自燃点371.10 ℃，蒸气压＜1.33 Pa；可燃、低毒，相对密度1.127，与水、乙醇混溶，微溶于乙醚，几乎不溶于石油醚。三甘醇具有脱水效率高、脱水后水露点低、工艺操作简单、运行费用低等优点，广泛应用于国内煤制天然气生产中。
三甘醇脱水的基本原理：利用三甘醇对天然气、烃类的溶解度低而对水的溶解度高和水汽吸收能力强的特点，使天然气中的水汽及液态水被溶解和吸收，然后再将含水三甘醇溶液与天然气分离，三甘醇富液则经再生除水后返回系统中循环使用。
天然气的水露点是指在一定的压力条件下，天然气中开始出现第一滴水珠时的温度，也就是在该压力条件下与饱和水汽含量对应的温度。在《天然气》（GB 17820—1999）中，水露点是衡量商品天然气气质的一个指标。
水是商品天然气中有害无益的组分，因为天然气中水的存在会降低天然气的热值和输气管道的输送能力，当温度降低或压力增加时，天然气中析出的液态水会在管道和设备中形成积液，不仅增加流动阻力，甚至形成段塞流，还会加速天然气中酸性组分对管道和设备的腐蚀；此外，液态水不仅在冰点时会结冰，而且即使是天然气的温度高于水的冰点，液态水还是会与天然气中的一些气体组分生成水合物，严重时会堵塞阀门、管道和设备，影响输气管道的平稳供气和生产装置的正常运行。
2 SNG干燥工艺流程简述
SNG干燥装置主要分为SNG脱水系统和三甘醇循环再生系统。
2.1 SNG脱水系统
来自甲烷化合成单元的湿天然气（40 ℃、2.28 MPa），进入原料气过滤分离器，在滤芯的作用下除去原料气中的游离水、固体颗粒、烷烃液和烃类重组分；过滤后的气体由脱水吸收塔下部进入塔内，向上流动，在填料层内与三甘醇逆向接触，脱除天然气中的水分；出脱水吸收塔的干燥天然气进入产品气分离器，分离掉携带的少量三甘醇后进入天然气压缩系统，分离出来的三甘醇则送入三甘醇补充罐。
2.2 三甘醇循环再生系统
当三甘醇缓冲罐建立起一定的液位，三甘醇贫液经贫液冷却器降温后，通过三甘醇循环泵控制流量将三甘醇贫液（45 ℃、2.53 MPa）送入脱水吸收塔（填料塔）顶部喷淋而下，在填料表面与湿天然气逆向接触，吸收其中的水分后从塔底排出；吸收塔底部出来的富三甘醇溶液（43.20 ℃、2.28 MPa）经塔底液位调节阀送入精馏柱顶部换热器的壳程内，冷却精馏柱中上升的蒸气后，三甘醇富液（49.60 ℃、0.40 MPa）进入三甘醇闪蒸罐减压闪蒸，闪蒸出的闪蒸气由闪蒸罐压力调节阀控制压力在040 MPa后送往火炬总管，闪蒸罐内的液体则由闪蒸罐液位调节阀控制分别流经1#机械过滤器、活性炭过滤器、2#机械过滤器，过滤后的富液再经贫富液换热器换热后（160 ℃、0.29 MPa）进入精馏柱的中上部，其中的重组分向下移动流入蒸汽重沸器，蒸汽重沸器中的釜液通过中压蒸汽加热至185～203 ℃而汽化，利用混合液中各组分沸点的不同将水分脱出，釜液则溢流进入氮气汽提柱，汽提出的轻组分从柱顶排入蒸汽重沸器，液相则从氮气汽提柱底部排出，经贫富液换热器冷却后送入三甘醇缓冲罐循环利用。
界外来的低压氮气，经氮气加热器升温后进入汽提柱，以降低柱内水分的分压，利于水分的脱除，氮气加热器热源为蒸汽重沸器出来的中压蒸汽冷凝液。
三甘醇在循环利用的过程中会有少量损失，可通过三甘醇补充泵从三甘醇补充罐向三甘醇缓冲罐补液。富液精馏柱顶部排出的气体主要为氮气、水蒸气及少量烃类气体，未冷凝部分水蒸气从顶部逸出后进入废液收集罐，气体就地放空，液体去污水总管。
更多内容详见《中氮肥》2018年第3期