CN101773749A

CN101773749A - 天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法和设备

Info

Publication number: CN101773749A
Application number: CN 201010115718
Authority: CN
Inventors: 高建村; 田润丰; 穆赫塔尔; 冯丽; 岳宏; 林浩
Original assignee: XINJIANG PETROLEUM COLLEGE
Current assignee: XINJIANG PETROLEUM ADMINISTRATION Co.,Ltd.; China National Petroleum Corp
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2030-03-01
Also published as: CN101773749B

Abstract

本发明涉及天然气生产中防冻剂和脱水剂的净化方法及其设备技术领域，是一种天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法和设备，其将待处理的乙二醇或二甘醇或三甘醇通过输送泵自前至后依次流经第一过滤装置、除烃脱蜡装置、脱色装置、离子交换装置和第二过滤装置后，得到能继续使用的乙二醇或二甘醇或三甘醇。本发明通过将天然气生产集输、处理和净化过程中使用的天然气防冻及脱水用多元醇进行净化，使天然气防冻及脱水用多元醇能够重复使用，避免排放废弃的多元醇所导致的环境污染，并且节约大量的原料成本。

Description

天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法和设备

一、技术领域

本发明涉及天然气生产中防冻剂和脱水剂的净化方法及其设备技术领域，是一种天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法和设备。

二、背景技术

井口流出的粗天然气中含有水汽，甚至从地层里带出大量气田水。天然气中的水降低了天然气管道的输送能力，其与天然气中可能含有的硫化氢、二氧化碳一起对管道和设备造成腐蚀，而且在较低温度下，其很容易和天然气形成固体水合物堵塞井筒、阀门、设备和管线，影响天然气的开采、集输和加工等，严重时甚至使管线乃至整个油井报废。为对天然气进行防冻及脱水，通常向天然气气流中加入多元醇，例如乙二醇等，以防止天然气和水在高压和低温条件下形成固态物质、减缓或抑制水合物的增长或聚集；或者用二甘醇或三甘醇作为吸收剂将天然气中的水分脱去。在用于对天然气防冻及脱水的多元醇的再生和循环使用过程中，受高温加热、地层水矿物质和设备腐蚀等因素的影响，多元醇的质量随着装置的运行不断变差，严重影响天然气正常生产以致不得不将变质的乙二醇、二甘醇或三甘醇排放掉，并更换新鲜原料。这样虽然可以维持正常生产，但是不可避免地造成了环境污染和原料浪费。

三、发明内容

本发明提供了一种天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法和设备，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决乙二醇和三甘醇在天然气生产过程中因长期使用而变质造成环境污染和原料浪费的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法，将待处理的乙二醇或二甘醇或三甘醇通过输送泵自前至后依次流经第一过滤装置、除烃脱蜡装置、脱色装置、离子交换装置和第二过滤装置后，得到被净化并能继续使用的乙二醇或二甘醇或三甘醇。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述净化过程中，乙二醇或二甘醇或三甘醇的温度可在-5℃到90℃之间。

上述离子交换装置可包括阴离子交换装置和阳离子交换装置，阴离子交换装置和阳离子交换装置自前至后连接在一起或者阳离子交换装置和阴离子交换装置自前至后连接在一起。

上述经第一过滤装置过滤后的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量可小于或等于未经第一过滤装置过滤的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量的2％；经除烃脱蜡装置吸收或吸附的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的轻烃和石蜡的重量含量小于或等于乙二醇或二甘醇或三甘醇总重量含量的0.8％；经脱色装置后的乙二醇或二甘醇或三甘醇的采用铂-钴标度法测得的色度为0至120；经阴离子交换装置和阳离子交换装置交换后每千克乙二醇或二甘醇或三甘醇内铁离子和钙离子的重量含量小于或等于100毫克，经阴离子交换装置和阳离子交换装置交换后每千克乙二醇或二甘醇或三甘醇内氯离子的重量含量小于或等于500毫克，经第二过滤装置过滤后的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量小于或等于未经第二过滤装置过滤的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量的1％。

上述经第一过滤装置过滤后的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量可小于或等于未经第一过滤装置过滤的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量的1％；经除烃脱蜡装置吸收或吸附的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的轻烃和石蜡的重量含量小于或等于乙二醇或二甘醇或三甘醇总重量含量的0.5％；经脱色装置后的乙二醇或二甘醇或三甘醇的采用铂-钴标度法测得的色度为0至80；经阴离子交换装置和阳离子交换装置交换后每千克乙二醇或二甘醇或三甘醇内铁离子和钙离子的重量含量小于或等于80毫克，经阴离子交换装置和阳离子交换装置交换后每千克乙二醇或二甘醇或三甘醇内氯离子的重量含量小于或等于200毫克。

上述第一过滤装置可通过滤布或滤网或烧结材料过滤乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物；除烃脱蜡装置通过活性炭或活性白土吸收或吸附乙二醇或二甘醇或三甘醇内的轻烃和石蜡；阴离子交换装置采用凝胶型或大孔型或强碱性或弱碱性阴离子交换剂与乙二醇或二甘醇或三甘醇进行离子交换；阳离子交换装置采用凝胶型或大孔型或强酸性或弱酸性阴离子交换剂与乙二醇或二甘醇或三甘醇进行离子交换，第二过滤装置通过烧结材料或精密滤芯过滤乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物。

上述阴离子交换剂可采用凝胶型强碱性阴离子交换树脂；阳离子交换剂采用凝胶型强酸性阳离子交换树脂。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法中的设备，包括输送泵、第一过滤装置、除烃脱蜡装置、脱色装置、阴离子交换装置、阳离子交换装置和第二过滤装置，输送泵的出液口通过管件与第一过滤装置下部的进液口相连通，第一过滤装置上部的出液口通过管件与除烃脱蜡装置下部的进液口相连通，除烃脱蜡装置上部的出液口通过管件与脱色装置下部的进液口相连通，脱色装置上部的出液口通过管件与阴离子交换装置下部的进液口相连通，阴离子交换装置上部的出液口通过管件与阳离子交换装置下部的进液口相连通，阳离子交换装置上部的出液口通过管件与第二过滤装置的进液口相连通。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述第一过滤装置与除烃脱蜡装置之间的管件上可依序安装有压力传感器和截止阀，在压力传感器和截止阀之间的管件上安装有清洗管，在清洗管上安装有闸阀；在除烃脱蜡装置与脱色装置之间的管件上依序安装有压力传感器和截止阀，在压力传感器和截止阀之间的管件上安装有清洗管，在清洗管上安装有闸阀；在脱色装置与阴离子交换装置之间的管件上依序安装有压力传感器和截止阀，在压力传感器和截止阀之间的管件上安装有清洗管，在清洗管上安装有闸阀；在阴离子交换装置与阳离子交换装置之间的管件上依序安装有压力传感器和截止阀，在压力传感器和截止阀之间的管件上安装有清洗管，在清洗管上安装有闸阀；在阳离子交换装置与第二过滤装置之间的管件上依序安装有压力传感器和截止阀，在压力传感器和截止阀之间的管件上安装有清洗管，在清洗管上安装有闸阀。

上述与输送泵的进液口连接的管件上可安装有阀门，在阀门与输送泵之间的管件上安装有温度传感器，与第二过滤装置的出液口连接的管件上安装有阀门，在阀门与第二过滤装置之间的管件上安装有流量传感器。

本发明通过将天然气生产集输、处理和净化过程中使用的天然气防冻及脱水用多元醇进行净化，使天然气防冻及脱水用多元醇能够重复使用，避免了排放废弃的多元醇所导致的环境污染，并且节约大量的原料成本。

四、附图说明

附图1为本发明的工艺流程示意图。

附图中的编码分别为：1为输送泵，2为第一过滤装置，3为除烃脱蜡装置，4为脱色装置，5为阴离子交换装置，6为阳离子交换装置，7为第二过滤装置，8为管件，9即PT为压力传感器，10为截止阀，11为清洗管，12为闸阀，13为阀门，14即TT为温度传感器，15即PT为流量传感器。

五、具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例1：该天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法为将待处理的乙二醇或二甘醇或三甘醇通过输送泵1依次流经第一过滤装置2、除烃脱蜡装置3、脱色装置4、离子交换装置和第二过滤装置7后，得到被净化并能继续使用的乙二醇或二甘醇或三甘醇。

可根据实际需要，对上述天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法作进一步优化或/和改进：

在净化过程中，乙二醇或二甘醇或三甘醇的温度在-5℃到90℃之间，最好在常温条件下操作。

如附图1所示，根据需要，交换装置包括阴离子交换装置5和阳离子交换装置6，阴离子交换装置5和阳离子交换装置6自前至后连接在一起或者阳离子交换装置6和阴离子交换装置5自前至后连接在一起。

如附图1所示，经第一过滤装置2过滤后的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量小于或等于未经第一过滤装置2过滤的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量的2％；经除烃脱蜡装置3吸收或吸附的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的轻烃和石蜡的重量含量小于或等于乙二醇或二甘醇或三甘醇总重量含量的0.8％；经脱色装置4后的乙二醇或二甘醇或三甘醇的采用铂-钴标度法测得的色度为0至120；经阴离子交换装置5和阳离子交换装置6交换后每千克乙二醇或二甘醇或三甘醇内铁离子和钙离子的重量含量小于或等于100毫克，经阴离子交换装置5和阳离子交换装置6交换后每千克乙二醇或二甘醇或三甘醇内氯离子的重量含量小于或等于500毫克，经第二过滤装置7过滤后的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量小于或等于未经第二过滤装置7过滤的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量的1％。

如附图1所示，作为优选，经第一过滤装置2过滤后的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量小于或等于未经第一过滤装置2过滤的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量的1％；经除烃脱蜡装置3吸收或吸附的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的轻烃和石蜡的重量含量小于或等于乙二醇或二甘醇或三甘醇总重量含量的0.5％；经脱色装置4吸收或吸附后的乙二醇或二甘醇或三甘醇的采用铂-钴标度法测得的色度为0至80；经阴离子交换装置5和阳离子交换装置6交换后每千克乙二醇或二甘醇或三甘醇内铁离子和钙离子的重量含量小于或等于80毫克，经阴离子交换装置和阳离子交换装置交换后每千克乙二醇或二甘醇或三甘醇内氯离子的重量含量小于或等于200毫克。

如附图1所示，第一过滤装置2通过滤布或滤网或烧结材料过滤乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物；除烃脱蜡装置3通过活性炭或活性白土吸收或吸附乙二醇或二甘醇或三甘醇内的轻烃和石蜡；阴离子交换装置5采用凝胶型或大孔型或强碱性或弱碱性阴离子交换剂与乙二醇或二甘醇或三甘醇进行离子交换；阳离子交换装置6采用凝胶型或大孔型或强酸性或弱酸性阴离子交换剂与乙二醇或二甘醇或三甘醇进行离子交换，第二过滤装置7通过烧结材料或精密滤芯过滤乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物。

如附图1所示，阴离子交换剂最好采用凝胶型强碱性阴离子交换树脂；阳离子交换剂最好采用凝胶型强酸性阳离子交换树脂。

实施例2：如附图1所示，该天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法中的设备包括输送泵1、第一过滤装置2、除烃脱蜡装置3、脱色装置4、阴离子交换装置5、阳离子交换装置6和第二过滤装置7，输送泵1的出液口通过管件8与第一过滤装置2下部的进液口相连通，第一过滤装置2上部的出液口通过管件8与除烃脱蜡装置3下部的进液口相连通，除烃脱蜡装置3上部的出液口通过管件8与脱色装置4下部的进液口相连通，脱色装置4上部的出液口通过管件8与阴离子交换装置5下部的进液口相连通，阴离子交换装置5上部的出液口通过管件8与阳离子交换装置6下部的进液口相连通，阳离子交换装置6上部的出液口通过管件8与第二过滤装置7的进液口相连通。

可根据实际需要，对上述天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法中的设备作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，第一过滤装置2与除烃脱蜡装置3之间的管件8上依序安装有压力传感器9和截止阀10，在压力传感器9和截止阀10之间的管件8上安装有清洗管11，在清洗管11上安装有闸阀12；在除烃脱蜡装置3与脱色装置4之间的管件8上依序安装有压力传感器9和截止阀10，在压力传感器9和截止阀10之间的管件8上安装有清洗管11，在清洗管11上安装有闸阀12；在脱色装置4与阴离子交换装置5之间的管件8上依序安装有压力传感器9和截止阀10，在压力传感器9和截止阀10之间的管件8上安装有清洗管11，在清洗管11上安装有闸阀12；在阴离子交换装置5与阳离子交换装置6之间的管件8上依序安装有压力传感器9和截止阀10，在压力传感器9和截止阀10之间的管件8上安装有清洗管11，在清洗管11上安装有闸阀12；在阳离子交换装置6与第二过滤装置7之间的管件8上依序安装有压力传感器9和截止阀10，在压力传感器9和截止阀10之间的管件8上安装有清洗管11，在清洗管11上安装有闸阀12。

如附图1所示，与输送泵1的进液口连接的管件8上安装有阀门13，在阀门13与输送泵1之间的管件8上安装有温度传感器14，与第二过滤装置7的出液口连接的管件8上安装有阀门13，在阀门13与第二过滤装置7之间的管件8上安装有流量传感器15。

在上述实施例中：色度通过铂-钴标度比色方法测定(参照ASTM D1209-05)，铁离子浓度通过分光光度方法测定(参照GB/T3049-2006)，钙离子浓度通过EDTA滴定方法测定(参照GB/T15452-95)，轻烃的含量通过回流冷凝方法测定，机械杂质的含量通过重量法测定(参照GB/T511-1988)。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。表1为乙二醇富液净化处理前后分析结果的对比表；表2为三甘醇贫液净化处理前后分析结果的对比表。

表1

检测项目	处理前乙二醇富液	处理后乙二醇富液
检测项目	处理前乙二醇富液	处理后乙二醇富液	pH值	4.8	6.2
色度	460	80	pH值	4.8	6.2
色度	460	80	氯离子，mg/kg	1847.2	31.3
Fe³⁺离子，mg/kg	57.74	8.7	氯离子，mg/kg	1847.2	31.3
Fe³⁺离子，mg/kg	57.74	8.7	Ca²⁺离子，mg/kg	45.08	19.1
轻烃和石蜡，％	0.51	未检出	Ca²⁺离子，mg/kg	45.08	19.1
轻烃和石蜡，％	0.51	未检出	机械杂质，mg/kg	288	15.6

表2

检测项目	处理前三甘醇贫液	处理后三甘醇贫液
检测项目	处理前三甘醇贫液	处理后三甘醇贫液	pH值	5.3	6.5
色度	＞500	110	pH值	5.3	6.5
色度	＞500	110	氯离子，mg/L	1543.2	76.9
Fe³⁺离子，mg/kg	127.53	13.61	氯离子，mg/L	1543.2	76.9
Fe³⁺离子，mg/kg	127.53	13.61	Ca²⁺离子，mg/kg	66.46	22.38
机械杂质，mg/kg	319.7	24.8	Ca²⁺离子，mg/kg	66.46	22.38

Claims

1.一种天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法，其特征在于待处理的乙二醇或二甘醇或三甘醇通过输送泵自前至后依次流经第一过滤装置、除烃脱蜡装置、脱色装置、离子交换装置和第二过滤装置后，得到被净化并能继续使用的乙二醇或二甘醇或三甘醇。

2.根据权利要求1所述的天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法，其特征在于净化过程中，乙二醇或二甘醇或三甘醇的温度在-5℃到90℃之间。

3.根据权利要求2所述的天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法，其特征在于离子交换装置包括阴离子交换装置和阳离子交换装置，阴离子交换装置和阳离子交换装置自前至后连接在一起或者阳离子交换装置和阴离子交换装置自前至后连接在一起。

4.根据权利要求3所述的天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法，其特征在于经第一过滤装置过滤后的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量小于或等于未经第一过滤装置过滤的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量的2％；经除烃脱蜡装置吸收或吸附的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的轻烃和石蜡的重量含量小于或等于乙二醇或二甘醇或三甘醇总重量含量的0.8％；经脱色装置的乙二醇或二甘醇或三甘醇的采用铂-钴标度法测得的色度为0至120；经阴离子交换装置和阳离子交换装置交换后每千克乙二醇或二甘醇或三甘醇内铁离子和钙离子的重量含量小于或等于100毫克，经阴离子交换装置和阳离子交换装置交换后每千克乙二醇或二甘醇或三甘醇内氯离子的重量含量小于或等于500毫克，经第二过滤装置过滤后的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量小于或等于未经第二过滤装置过滤的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量的1％。

5.根据权利要求4所述的天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法，其特征在于经第一过滤装置过滤后的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量小于或等于未经第一过滤装置过滤的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物重量含量的1％；经除烃脱蜡装置吸收或吸附的乙二醇或二甘醇或三甘醇内的轻烃和石蜡的重量含量小于或等于乙二醇或二甘醇或三甘醇总重量含量的0.5％；经脱色装置后的乙二醇或二甘醇或三甘醇的采用铂-钴标度法测得的色度为0至80；经阴离子交换装置和阳离子交换装置交换后每千克乙二醇或二甘醇或三甘醇内铁离子和钙离子的重量含量小于或等于80毫克，经阴离子交换装置和阳离子交换装置交换后每千克乙二醇或二甘醇或三甘醇内氯离子的重量含量小于或等于200毫克。

6.根据权利要求5所述的天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法，其特征在于第一过滤装置通过滤布或滤网过滤乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物；除烃脱蜡装置通过活性炭或分子筛吸附乙二醇或二甘醇或三甘醇内的轻烃和石蜡；脱色装置通过活性白土、活性炭对乙二醇或二甘醇或三甘醇进行脱色；阴离子交换装置采用凝胶型或大孔型、强碱性或弱碱性阴离子交换剂与乙二醇或二甘醇或三甘醇进行离子交换；阳离子交换装置采用凝胶型或大孔型、强酸性或弱酸性阴离子交换剂与乙二醇或二甘醇或三甘醇进行离子交换，第二过滤装置通过烧结材料或精密滤芯过滤乙二醇或二甘醇或三甘醇内的固体物。

7.根据权利要求6所述的天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法，其特征在于阴离子交换剂采用凝胶型强碱性阴离子交换树脂；阳离子交换剂采用凝胶型强酸性阳离子交换树脂。

8.一种根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法中的设备，其特征在于包括输送泵、第一过滤装置、除烃脱蜡装置、脱色装置、阴离子交换装置、阳离子交换装置和第二过滤装置，输送泵的出液口通过管件与第一过滤装置下部的进液口相连通，第一过滤装置上部的出液口通过管件与除烃脱蜡装置下部的进液口相连通，除烃脱蜡装置上部的出液口通过管件与脱色装置下部的进液口相连通，脱色装置上部的出液口通过管件与阴离子交换装置下部的进液口相连通，阴离子交换装置上部的出液口通过管件与阳离子交换装置下部的进液口相连通，阳离子交换装置上部的出液口通过管件与第二过滤装置的进液口相连通。

9.根据权利要求8所述的天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法中的设备，其特征在于第一过滤装置与除烃脱蜡装置之间的管件上依序安装有压力传感器和截止阀，在压力传感器和截止阀之间的管件上安装有清洗管，在清洗管上安装有闸阀；在除烃脱蜡装置与脱色装置之间的管件上依序安装有压力传感器和截止阀，在压力传感器和截止阀之间的管件上安装有清洗管，在清洗管上安装有闸阀；在脱色装置与阴离子交换装置之间的管件上依序安装有压力传感器和截止阀，在压力传感器和截止阀之间的管件上安装有清洗管，在清洗管上安装有闸阀；在阴离子交换装置与阳离子交换装置之间的管件上依序安装有压力传感器和截止阀，在压力传感器和截止阀之间的管件上安装有清洗管，在清洗管上安装有闸阀；在阳离子交换装置与第二过滤装置之间的管件上依序安装有压力传感器和截止阀，在压力传感器和截止阀之间的管件上安装有清洗管，在清洗管上安装有闸阀。

10.根据权利要求9所述的天然气防冻及脱水用多元醇的净化方法中的设备，其特征在于与输送泵的进液口连接的管件上安装有阀门，在阀门与输送泵之间的管件上安装有温度传感器，与第二过滤装置的出液口连接的管件上安装有阀门，在阀门与第二过滤装置之间的管件上安装有流量传感器。