CN108955087A - 天然气的除蜡方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种天然气的除蜡方法及装置，属于天然气净化技术领域。该除蜡方法包括：在原料天然气中加入除蜡剂得到第一混合物，所述除蜡剂为防蜡剂的二甲苯溶液，所述的原料天然气含有蜡；对所述的第一混合物进行降温，使得至少一部分的蜡形成液态；进行气液分离，得到除蜡后的天然气。本发明还提供了一种天然气的除蜡装置，该装置包括除蜡剂加注单元、后冷却器、节流膨胀阀和低温气液分离器。本发明利用除蜡剂将析出的蜡抑制在微小颗粒的液体状态，阻止液态蜡聚集成蜡的晶体，有效解决天然气处理厂的蜡堵现象；本发明方法能有效控制产品气的烃、水露点，提高产品气的质量，降低天然气处理成本。
Description
技术领域
本发明属于天然气净化技术领域，特别是涉及一种天然气的除蜡方法及装置。
背景技术
由于自然条件的原因，天然气田开采出来的天然气中都含有蜡。这些天然气中的蜡，无论是对天然气的使用还是天然气的输送都具有不利的影响，因此，必须对气田开采得到的天然气进行除蜡处理。
而现有的天然气除蜡方案为将天然气进行冷却，使其中的蜡形成液态，然后通过气液分离的方式将液态蜡从天然气中分离出来形成产品气(干气)，该产品气作为天然气产品被输送和使用。但是，由于天然气中的蜡包含多种物质，其凝固点分布在很广的范围内，特别是有些成分的凝固点较高，在冷却过程中就形成为固态并附着在相关设备的内部，从而会造成蜡堵现象，这会严重影响天然气的正常开采生产或输送。
为了使高凝固点的蜡成分保持为液态，现有技术采用了在除蜡过程中加入轻烃的方案，如图2所示，其可以缓解和减少蜡堵现象的发生。但是轻烃的使用量太大产生了大量的能耗；并且，用于溶解蜡的轻烃回收率仅30％，其余的70％左右的轻烃进入产品气中，从而提高了天然气产品气的烃露点。轻烃对于高凝固点的部分蜡成分并不能完全脱除，进而还会再在低温气液分离器内构件上沉积，降低了低温气液分离器的脱水效果，使产品气中的含水量增加，致使产品气水露点升高。由于产品气的烃露点、水露点较高，在长距离输送时，管道温度、坡度、方向的改变，促使天然气中的烃、水析出来，在管道的低洼处积液，影响管道的输送能力。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种天然气的除蜡方法及装置，所要解决的技术问题是脱除天然气中的蜡，提高天然气生产的安全性。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
依据本发明提出的一种天然气的除蜡方法，包括以下步骤：
在原料天然气中加入除蜡剂得到第一混合物，所述除蜡剂为防蜡剂的二甲苯溶液，所述的原料天然气含有蜡，所述的蜡为CnH2n-6的芳烃和CmH2m+2的烷烃中的至少一种，其中n为6-20的正整数，m为8-40的正整数；
对所述的第一混合物进行降温，使得至少一部分的蜡形成或者保持液态；进行气液分离，得到除蜡后的天然气。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的一种天然气的除蜡方法，其中所述的防蜡剂占除蜡剂的重量百分含量为20-40％；所述的防蜡剂的各组分的重量百分含量为：甲苯10-30％，石脑油10-30％，聚烷基琥珀酰亚胺10-30％，C9芳烃15-40％。
优选的，前述的一种天然气的除蜡方法，其中所述的防蜡剂的各组分的重量百分含量为：甲苯18-28％，石脑油16-26％，聚烷基琥珀酰亚胺16-26％，C9芳烃20-35％。
优选的，前述的一种天然气的除蜡方法，其中所述的C9芳烃包括1,2,4-三甲苯，1,3,5-三甲苯和1,2,3-三甲苯中的至少一。
优选的，前述的一种天然气的除蜡方法，其中所述的原料天然气与除蜡剂的比例关系为：所述的原料天然气与所述的除蜡剂的比例关系为：在温度为16℃和压力为10.5MPa的条件下，每1万方/天所述的原料天然气中加入0.05-0.11公斤/天所述的除蜡剂。
优选的，前述的一种天然气的除蜡方法，还包括：对所述的第一混合物进行降温的步骤之后，再次加入所述的除蜡剂得到第二混合物并对所述的第二混合物进行降温。
优选的，前述的一种天然气的除蜡方法，其中所述的除蜡剂以雾化方式加入原料天然气中。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。
依据本发明提出的一种天然气的除蜡装置，至少包括依序设置的气体分离器、后冷器、节流膨胀阀和低温气液分离器。
该天然气的除蜡装置还包括除蜡剂加注单元，
所述的除蜡剂加注单元至少包括：
储罐，用于储存除蜡剂；
泵，用于输送所述除蜡剂；和
至少一个雾化器，用于将所述除蜡剂进行雾化；
所述的雾化器设置在气体分离器至节流膨胀阀之间，用于将所述除蜡剂加入到所述的除蜡装置中。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的一种天然气的除蜡装置，其中在连接所述的气体分离器和后冷器的管道内设置所述的雾化器；和/或
在连接所述的后冷器的下管程右端封头的管道内设置所述的雾化器；和/或
在连接所述的后冷器和节流膨胀阀的管道内设置所述的雾化器。
优选的，前述的一种天然气的除蜡装置，其中所述的雾化器通过管道连接于以下至少一个位置：后冷器进气管线、后冷器下管程右端封头和节流膨胀阀前端进气管线，用于将雾化状态的所述的除蜡剂加入到所述的除蜡装置中。
借由上述技术方案，本发明一种天然气的除蜡方法及装置至少具有下列优点：
(1)达到天然气除蜡的目的。本发明利用防蜡剂的二甲苯溶液作为除蜡剂，该除蜡剂能够将析出的蜡抑制在微小颗粒的液体状态，阻止微小颗粒的液态蜡进一步聚集形成蜡的晶体，从而达到天然气除蜡的目的。
(2)提高天然气的处理效率。在天然气处理流程中加入除蜡剂后，形成的微小颗粒液态蜡和天然气一起进入低温气液分离器，经低温气液分离器脱水脱烃后，液态蜡随低温气液分离器脱出的乙二醇、烃和水一起排出低温气液分离器，进入醇烃处理流程。本方法消除后冷器蜡堵现象，降低低温气液分离器内构件失效的风险，从根本上提高了脱水脱烃装置的处理效率。
(3)确保产品气的质量。在天然气处理流程中加入除蜡剂，有效地清除低温气液分离器中以前沉积的蜡，提高低温气液分离器对天然气中液态物质的分离效率，降低产品气的烃露点和水露点，本发明的烃露点控制在-8℃以下，比现有方法的-6℃降低2℃(国家标准：在天然气交接点的压力和温度下不析出烃)；水露点控制在-18℃以下，比现有方法的-14℃降低4℃(国家标准：最高操作压力下水露点比最低输送环境温度低5℃)，从而提高产品气的质量。
(4)降低天然气的处理成本。本发明在天然气中加入除蜡剂进行除蜡，无需注入轻烃，既节约了因消耗轻烃产生的成本，又节约了产品气二次脱烃的成本，因为加注轻烃溶蜡时只能回收轻烃注入量的30％，且造成产品气烃露点升高，使用本方法，无需加注轻烃去溶解天然气析出的蜡，节约70％的轻烃注入量。因此，本方法降低了天然气的处理成本。
(5)提高凝析油的产量。因低温气液分离器内构件效率提高，消除了由于低温气液分离器内构件蜡堵使天然气脱水脱烃不充分，脱出液量减少的问题，低温气液分离器正常工作可使更多的凝析油从天然气中脱出来，从而提高凝析油的产量，而且，从天然气中脱出的蜡溶于凝析油中，凝析油的产量随之增加。
(6)保证装置安全平稳运行。在蜡堵现象无法解决的情况下，装置的实际处理能力仅为设计处理能力的70％，清洗蜡周期短(7-10天)，频繁切换装置；加注轻烃只是延长了清洗蜡周期，并未彻底解决蜡堵现象；加注除蜡剂的除蜡工艺比加注轻烃的溶蜡工艺更安全，因为轻烃为易燃物质，容易发生泄漏、着火、爆炸等安全生产风险，所以本发明的除蜡工艺减轻了装置运行风险。因此，本发明方法可以解决装置蜡堵问题，恢复装置处理能力，保证装置安全平稳运行，实现装置的本质安全。
(7)操作简单。本发明只需在原有的天然气处理装置中加入一个简单的除蜡剂加注单元就可以实现天然气的除蜡，该方法安全简单，该装置易操作维护。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明一个实施例提出的天然气的除蜡装置的示意图；
图2是本发明另一个实施例提出的天然气的除蜡装置的示意图；
图3是是本发明又一个实施例提出的天然气的除蜡装置的示意图；
图4是是本发明又一个实施例提出的天然气的除蜡装置的示意图。
1为集气汇管，2为生产分离器，3为空冷器，4为前冷器，5为气体分离器，6为后冷器，7为节流膨胀阀，8为低温气液分离器，9为醇烃液，10为干气,11为轻烃注入点，12为除蜡剂第一注入点，13为除蜡剂第二注入点，14为除蜡剂第三注入点。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种天然气的除蜡方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
本发明实施例提供了一种天然气的除蜡装置，如图1所示，该装置包括通过管线依次连接的集气汇管1、生产分离器2、空冷器3、前冷器4、气体分离器5、后冷器6、节流膨胀阀7、低温气液分离器8、干气聚结器和凝液储罐。该除蜡装置还包括除蜡剂加注单元。
在本实施例中，集气汇管1，用于汇集天然气田采出的天然气，以缓冲和平衡各方来气的压力和流量，并根据需要对天然气进行集中调压和调温。
生产分离器2，用于分离并除去天然气中含有的水或液体杂质，该生产分离器2没有特别的限制，可以按照常规的分离器，可选用重力式分离器、旋风式分离器或过滤式分离器等。
空冷器3，也称“空气冷却式换热器”，是以环境空气作为冷却介质，冷却来自生产分离器2的天然气。
前冷器4，将来自空冷器3的天然气与经循环管线输送回的低温天然气产品气进行二级换热。该前冷器4没有特别的限制，可以按照常规的换热器，可选择板式换热器、管壳式换热器、套管式换热器或间壁式换热器等。
气体分离器5，用于对来自前冷器4的天然气进行分离，以除去天然气中因温度降低而形成的凝液，该气体分离器5没有特别的限制，可以按照常规的分离器，可选择重力式分离器、旋风式分离器或过滤式分离器等。
后冷器6，将来自气体分离器5的天然气与低温天然气产品气进行一级换热，该后冷器6没有特别的限制，可以按照常规的换热器，可选择板式换热器、管壳式冷却器、套管式换热器或间壁式换热器等。
节流膨胀阀7是焦耳-汤姆逊节流膨胀阀，焦耳-汤姆逊节流膨胀原理简单的说就是高压气体经过节流膨胀后温度会下降。
低温气液分离器8用于对节流膨胀后的天然气进行分离，以除去天然气中因温度降低而形成的凝液，该气体分离器没有特别的限制，可以按照常规的分离器，可选择重力式分离器、旋风式分离器或过滤式分离器等。
所述的除蜡剂加注单元至少包括：储罐，用于储存除蜡剂；泵，用于输送所述除蜡剂；和至少一个雾化器，用于将所述除蜡剂进行雾化；所述的雾化器设置在前冷器至节流膨胀阀之间，用于将所述除蜡剂加入到所述的除蜡装置中。
所述的除蜡剂加注单元用于将除蜡剂加入到该除蜡装置中，以使除蜡剂与天然气进行混合，进而使天然气中的蜡在逐步降温的过程中保持液体状态。所述的除蜡剂加注单元与该除蜡装置的连接处称为除蜡剂加注点。在本发明中，除蜡剂加注点的位置在于前冷器至节流膨胀阀之间，并且加注点的数量为一个或者一个以上的多个。由于除蜡剂组分与天然气中的蜡组分进行接触才能够实现除蜡的效果，同时，除蜡剂在本发明的使用条件下为液态，为了能够更好的实现除蜡剂与天然气中的蜡进行接触，本发明的较佳实施例对除蜡剂进行雾化，并将雾化后的除蜡剂与天然气进行混合。
进一步的，如图1所示，在连接气体分离器5和后冷器6的管道内设置所述的雾化器。
进一步的，如图2所示，在连接气体分离器5和后冷器6的管道内设置所述的雾化器，同时在连接后冷器6和节流膨胀阀7的管道内设置所述的雾化器。
进一步的，如图3所示，在连接气体分离器5和后冷器6的管道内设置所述的雾化器，同时在连接后冷器6下管程右端封头的管道内设置所述的雾化器。
进一步的，如图4所示，在连接气体分离器5和后冷器6的管道内设置所述的雾化器，在连接后冷器6和节流膨胀阀7的管道内设置所述的雾化器，同时在连接后冷器6下管程右端封头的管道内设置所述的雾化器。
根据本发明的一种优选实施方式，本发明的除蜡装置还包括循环管线，将所述的干气聚结器、后冷器6、前冷器4串联，用于将干气聚结器的出口气体依次输送到后冷器6和前冷器4。
来自干气聚结器的低温天然气产品气经过循环管线，依次输送到后冷器6和前冷器4中，与原料天然气进行热交换，最后得到常温的干气10，通过热交换，可以充分循环利用低温天然气产品气所携带的冷量，用于冷却原料天然气，可以使干气的温度达到常温，方便干气的后续输送，通过热交换对冷量进行循环利用，降低了能耗，同时降低了天然气脱水脱烃的生产成本。
根据本发明，优选一种天然气的除蜡方法是在本发明提供的除蜡装置上进行的，为了使本领域技术人员更清晰本发明的具体流程，现对天然气的除蜡方法和除蜡装置进行详细描述，但需要说明的是，下述内容并不用于限制本发明。
本发明的一种天然气的除蜡方法，结合本发明提供的除蜡装置，包括以下步骤：
来自集气汇管1的天然气，其温度为30-50℃，优选40℃，压力为9-12MPa，优选10.5MPa；经生产分离器2分离，除去天然气中的水和液体杂质，来自生产分离器2的天然气经空冷器3冷却至20-30℃，优选26℃；来自空冷器3的天然气在前冷器4中与经循环管线输送回的低温天然气产品气进行热交换，冷却来自空冷器3的天然气至10-20℃，优选16℃；来自前冷器4的天然气经气体分离器5分离，除去天然气中因温度降低而形成的凝液。
上述天然气的处理过程中，压力的变化很微小，可以忽略不计。
本发明中，定义来自气体分离器5的天然气为原料天然气。所述原料天然气的压力为9-12MPa，优选10.5MPa，温度为10-20℃，优选16℃。所述的原料天然气含有蜡，所述的蜡为CnH2n-6的芳烃和CmH2m+2的烷烃中的至少一种，其中n为6-20的正整数，优选8-15，m为8-40的正整数，优选17-35，不同的天然气来源中，蜡的组成是不同的，天然气中所含蜡的具体组成以现场检测为准。其中，随着温度的降低，天然气中的蜡会逐渐的析出，形成蜡堵现象，影响装置的安全平稳运行。
所述的原料天然气在后冷器6中与经循环管线输送回的低温天然气产品气进行热交换，将所述的原料天然气冷却至-5℃至5℃，优选0℃；来自后冷器6的天然气经节流膨胀阀7的节流膨胀，使天然气的温度进一步降低，来自后冷器6的天然气，节流膨胀前的温度为-5至-5℃，优选0℃，压力为10-11MPa，优选10.5MPa，节流膨胀后的温度为-16℃至-20℃，优选-18℃，压力为6-7MPa，优选6.5MPa；来自节流膨胀阀7的天然气进入低温气液分离器8中，进行分离，以除去天然气中因温度降低而进一步形成的凝液，来自低温气液分离器8的天然气进入进入干气聚结器中，进行分离得到低温天然气产品气，脱出的液态蜡随醇烃液9进入醇烃处理流程，来自干气聚结器的低温天然气产品气经过循环管线，依次输送到后冷器6和前冷器4中，与原料天然气进行热交换，最后得到常温的干气10，通过热交换，可以充分循环利用低温天然气产品气所携带的冷量，用于冷却原料天然气，可以使干气的温度达到常温，方便干气的后续输送，通过热交换对冷量进行循环利用，降低了能耗，同时降低了天然气脱水脱烃的生产成本。
本发明提供的方法中，所述醇烃液包括乙二醇、烃和水，在天然气处理装置中，为保证外输天然气产品烃、水露点合格，一般采用物理脱水结合低温脱烃的处理工艺。在天然气浅冷装置中，一般使用乙二醇作为防冻剂，保证脱水脱烃过程的顺利进行，这是因为乙二醇挥发性低，低毒，且易于与所吸收的水分离。乙二醇循环系统包括注醇系统和再生系统两部分，必须在天然气进入低温环境前注入乙二醇，这是为了防止天然气在低温时产生水合物，乙二醇随天然气一起进入低温气液分离器8，在低温气液分离器8中，天然气中的液烃被分离，携带部分水汽的乙二醇贫液成为乙二醇富液，为保证循环利用，乙二醇富液进入乙二醇再生塔进行再生。
本发明的一种天然气的除蜡方法，还包括以下步骤：
将防蜡剂和二甲苯混合，得到除蜡剂，其中，所述的防蜡剂占除蜡剂的重量百分含量为20-40％，优选25-35％，更优选30％。
所述的防蜡剂的各组分的重量百分含量为：甲苯10-30％，石脑油10-30％，聚烷基琥珀酰亚胺10-30％，C9芳烃15-40％，和少量不可避免的杂质。
优选的，所述的防蜡剂的各组分的重量百分含量为：甲苯18-28％，石脑油16-26％，聚烷基琥珀酰亚胺16-26％，C9芳烃20-35％，和少量不可避免的杂质。
进一步的，所述的C9芳烃包括1,2,4-三甲苯，1,3,5-三甲苯和1,2,3-三甲苯中的至少一种。
所述的防蜡剂能够通过改变蜡的晶体结构，将蜡保持为液体状态，从而可以流动并排出系统，减少并消除容器和管道内的石蜡沉积，从而避免系统停产和清洗，加入所述的防蜡剂后，天然气中的蜡形成液体状态，经过简单的气液分离就可以从天然气中除去，达到除蜡的目的。
将得到的除蜡剂储存在储罐中；
用泵将储罐中的除蜡剂泵入到雾化器中，所述的泵优选计量泵，用来输送液体，以满足各种严格的工艺流程需要，流量可以在0-100％范围内无级调节。
所述的雾化器设置在气体分离器至节流膨胀阀之间，用于将所述除蜡剂加入到所述的除蜡装置中。可选的，也可以通过管道将经过雾化的除蜡剂加入到前冷器至节流膨胀阀之间。
本发明实施例中，天然气为气相，而除蜡剂为液相，为了增加气相和液相的接触面积，更好的发挥除蜡剂的除蜡效果，用雾化器先将液相的除蜡剂雾化成微小的雾状的液滴，这些雾状的液滴与天然气中的蜡进行充分的混合接触，将将析出的蜡抑制在微小颗粒的液体状态，阻止液态蜡聚集成蜡的晶体，有效解决蜡堵现象；而形成的液体状态的防蜡剂和蜡的混合物，随着天然气的进入低温气液分离器8中，经过低温气液分离就可以从天然气中除去，达到除蜡的目的。
本发明实施例中，除蜡剂的加注方案如下：
方案一，在连接气体分离器5和后冷器6的管道内设置所述的雾化器，如图1所示，在除蜡剂第一注入点12的位置加注除蜡剂，但需要说明的是，除蜡剂第一注入点12并不用于限制本发明。
说明，根据整个处理流程的温度变化情况和天然气中蜡的特点，当后冷器6管程中天然气的温度从16℃降至0℃时，天然气中凝点在此范围的物质(如苯)就会在后冷器管程中析出并形成堵塞现象，因此需要在后冷器6进气管线上增加一个除蜡剂加注点。如果该方案不能解决后续的低温气液分离器8的蜡堵现象，首先逐步增加除蜡剂加注量，如果仍然不能解决后续的蜡堵，考虑再增加至少一个除蜡剂注入点。
方案二，在连接气体分离器5和后冷器6的管道内设置所述的雾化器，同时在连接后冷器6和节流膨胀阀7的管道内设置所述的雾化器，如图2所示，同时在除蜡剂第一注入点12和除蜡剂第二注入点13的位置加注除蜡剂，但需要说明的是，除蜡剂第一注入点12和除蜡剂第二注入点13并不用于限制本发明。除蜡剂加注量根据现场实际情况调整。
说明，经节流膨胀阀7的节流膨胀，天然气的温度由0℃降至-18℃，进入低温状态，天然气中含有的凝点在0℃至-18℃的物质会析出，并随天然气一起进入低温气液分离器8中，堵塞其内构件，降低其脱水脱烃效果，因此需要在节流膨胀阀7的前端管线处再增加一个除蜡剂注入点，使析出的蜡保持在液态状态，经低温气液分离器8的分离而除去。
方案三，在连接气体分离器5和后冷器6的管道内设置所述的雾化器，同时在连接后冷器6下管程右端封头的管道内设置所述的雾化器，如图3所示，同时在除蜡剂第一注入点12和除蜡剂第三注入点14的位置加注除蜡剂，但需要说明的是，除蜡剂第一注入点12和除蜡剂第三注入点14并不用于限制本发明。除蜡剂加注量根据现场实际情况调整。
说明，为了防止天然气在低温时产生水合物，在天然气进入低温环境前，一般选择在后冷器6上管程的左端封头注入乙二醇，如图2所示，考虑到乙二醇的加入可能会影响到除蜡剂的效果，因此在后冷器6下管程右端封头处再增加一个除蜡剂注入点。
方案四，在连接气体分离器5和后冷器6的管道内设置所述的雾化器，在连接后冷器6和节流膨胀阀7的管道内设置所述的雾化器，同时在连接后冷器6下管程右端封头的管道内设置所述的雾化器，如图4所示，同时在除蜡剂第一注入点12、除蜡剂第二注入点13和除蜡剂第三注入点14的位置加注除蜡剂，但需要说明的是，除蜡剂第一注入点12、除蜡剂第二注入点13和除蜡剂第三注入点14并不用于限制本发明。除蜡剂加注量根据现场实际情况调整。
说明，如果方案一、方案二和方案三都解决不了蜡堵的现象，可以考虑在除蜡剂第一注入点12、除蜡剂第二注入点13和除蜡剂第三注入点14同时加注除蜡剂，解决整个流程的蜡堵问题。
所述的除蜡剂加注单元既可做成固定的除蜡剂加注单元，也可做成移动式撬装除蜡剂加注单元(对于处理厂来说，一般会建一个固定的除蜡剂加注单元)。
需要说明的是，所述的雾化器既可以设置在天然气管道内，在如图1-4任一个实施例所示的除蜡剂加注点处的管道内设置一个或多个雾化器，通过泵将储罐中的除蜡剂泵入雾化器中，雾化器将除蜡剂首先进行雾化，形成雾化状态的除蜡剂，再与原料天然气进行混合，达到除蜡的目的，或者，所述的雾化器也可以设置在天然气管道外，通过一个或者多个雾化器将除蜡剂首先进行雾化，形成雾化状态的除蜡剂，之后，再通过管线连接至如图1-4任一个实施例所示的除蜡剂加注点处的管道上，通过连接管线进入到天然气管道内，与原料天然气进行混合，达到除蜡的目的；可以预见，直接将雾化器设置在天然气管道内，其与原料天然气混合的效果更好；但是将雾化器设置在天然气管道外，避免了对现有管线进行大的改造，也节约了改造成本，降低了改造难度，对原有工艺的影响降到最低。
无论将雾化器设置在管道内还是管道外，都需要保证形成的雾化状态的除蜡剂的压力要高于天然气管道内的压力，本实施例中，天然气管道内的压力为10.5MPa，那么雾化状态的除蜡剂的压力可选择10.6MPa，10.8MPa或11MPa，因此，泵可以选择加压计量泵，既可以准确计量又可以加压。
当选择两个或两个以上的除蜡剂注入点时，只需要一个除蜡剂的储罐，用连接管线将储罐和雾化器进行连接，在储罐和雾化器的连接管线上设置泵，用泵将储罐中的除蜡剂泵入到各雾化器中，雾化后，进入天然气中，进行混合并除蜡。
原料天然气与除蜡剂的比例关系为：在温度为16℃和压力为10.5MPa的条件下，每1万方/天所述的原料天然气中加入0.05-0.11公斤/天所述的除蜡剂。
需要说明的是：已知气体的体积会随温度和压力的变化而变化，温度和压力条件的使用，仅是为了准确的说明所述的原料天然气的体积流量，并不对所述的原料天然气与所述的除蜡剂的比例关系做任何的限定，任何条件下的换算都在本发明的保护范围之内，下面举例进行说明：
已知，天然气的标准立方米指101.325KPa，20摄氏度时的1立方米，每吨天然气体积为：1390立方米。
天然气工况是指天然气在实际运行时的工况；而天然气标况是指101.325KPa，20摄氏度时的状态。设标况下体积流量为V0，温度T0＝273+20＝293k，压力P0＝101.325KPa＝0.101325MPa，工况下体积流量为V，温度T(摄氏度)，压力P(表压力，MPa)。
换算公式：V*(P+0.101325)/(T+273)＝V0*P0/T0
根据上式我们可以算出，温度为16℃和压力为10.5MPa的条件下的每1万方/天的天然气对应的是106万标方/天的天然气(101.325KPa，20摄氏度)，此时，每106万标方/天所述的原料天然气中加入0.05-0.11公斤/天所述的除蜡剂。
将温度为16℃和压力为10.5MPa的条件下的1万方所述的原料天然气换算成质量为763吨，此时，所述的原料天然气与所述的除蜡剂的比例关系为：每763吨的所述的原料天然气中加入0.05-0.11公斤所述的除蜡剂。
任何的条件变化和换算关系的改变都在本发明的保护范围内。
优选的，原料天然气与除蜡剂的比例关系为：在温度为16℃和压力为10.5MPa的条件下，每1万方/天所述的原料天然气中加入0.07-0.0.09公斤/天所述的除蜡剂。
对应的，所述的原料天然气与所述的除蜡剂的比例关系为：每763吨的所述的原料天然气中加入0.07-0.0.09公斤所述的除蜡剂。
更优选的，原料天然气与除蜡剂的比例关系为：在温度为16℃和压力为10.5MPa的条件下，每1万方/天所述的原料天然气中加入0.08公斤/天所述的除蜡剂。
对应的，所述的原料天然气与所述的除蜡剂的比例关系为：每763吨的所述的原料天然气中加入0.08公斤所述的除蜡剂。
除蜡后的天然气经低温气液分离器8的低温气液分离进入干气聚结器中，经过分离，得到低温天然气产品气，形成的液态物质一部分排入到醇烃液9中，另一部分进入凝液储罐中，经进一步的分离，液态物质中含有的气体再次进入到干气聚结气中，液体排入到醇烃液9中，随醇烃液9进入醇烃处理流程。
本实施例还提出一种防蜡剂，其各组分的重量百分含量，见下表1。
表1
以下实施例中，选择防蜡剂1进行实施，其各组分的重量百分含量，见表2。
表2
用上述防蜡剂1制备除蜡剂的方法，包括以下步骤：
(1)将防蜡剂1和二甲苯在化工厂调配，具体调配方法包括：将防蜡剂1和二甲苯原料分别装入防蜡剂1储罐和二甲苯储罐中，通过卸料泵将防蜡剂1和二甲苯泵入不锈钢混合设备中，使防蜡剂1的浓度为30％，得到除蜡剂；
(2)把所述除蜡剂运到天然气处理厂内，用储罐存储所述除蜡剂。
说明：因为所述防蜡剂和二甲苯均是易燃易爆化学品，不在处理厂调配除蜡剂，可降低处理厂的安全生产风险。
以下实施例以我国西部某气田天然气处理厂为例，该厂共有三套脱水脱烃装置，设计两用一备，单套装置的处理量为350万方/天。
实施例1
该厂天然气的除蜡方法，如图1所示，包括以下步骤：
(1)经集气汇管1(温度40℃，压力10.5MPa)进入该厂的天然气，在生产分离器2中进行分离，除去天然气中的水和液体杂质，接着在空冷器3中进行空冷，使温度降至26℃，然后进入前冷器4中，与低温天然气产品气进行热交换，使温度降至16℃；再经气体分离器5进行分离，除去天然气中的凝液，得到原料天然气；
(2)在连接气体分离器5和后冷器6的管道内设置一雾化器，在图1中除蜡剂第一注入点12的位置，从存储所述除蜡剂的储罐中引出一连接管线，连接该雾化器，储罐和雾化器之间的连接管线上设置一计量泵，用计量泵将储罐中的所述除蜡剂泵入到雾化器中，经雾化器雾化后，进入原料天然气中，与原料天然气进行混合，得到第一混合物；所述的第一混合物进入后冷器6中，与低温天然气产品气进行热交换，使温度降至0℃，其中，所述除蜡剂的加入量30公斤/天。
(3)所述的第一混合物经节流膨胀阀7进行节流膨胀，节流膨胀前的温度为0℃，压力为10.5MPa，节流膨胀后的温度为-18℃，压力为6.5MPa，再进入低温气液分离器8中进行分离，得到脱蜡天然气，脱蜡天然气经过进一步的分离，得到低温天然气产品气，脱出的液态蜡随醇烃液9进入醇烃处理流程；低温天然气产品气经循环管线依次返回到后冷器6和前冷器4中，与后冷器6和前冷器4中的原料天然气进行热交换，冷量回收后，得到干气10。
实施例2
该厂天然气的除蜡方法，如图2所示，包括以下步骤：
(1)经集气汇管1(温度40℃，压力10.5MPa)进入该厂的天然气，在生产分离器2中进行分离，除去天然气中的水和液体杂质，接着在空冷器3中进行空冷，使温度降至26℃，然后进入前冷器4中，与低温天然气产品气进行热交换，使温度降至16℃；再经气体分离器5进行分离，除去天然气中的凝液，得到原料天然气；
(2)在连接气体分离器5和后冷器6的管道内设置一雾化器，在图2中除蜡剂第一注入点12的位置，从存储所述除蜡剂的储罐中引出一连接管线，连接该雾化器，储罐和雾化器之间的连接管线上设置一计量泵，用计量泵将储罐中的所述除蜡剂泵入到该雾化器中，经雾化器雾化后，进入原料天然气中，与原料天然气进行混合，得到第一混合物；所述的第一混合物进入后冷器6中，与低温天然气产品气进行热交换，使温度降至0℃，其中，所述除蜡剂的加入量30公斤/天。
(3)在连接后冷器6和节流膨胀阀7的管道内设置一雾化器，在图2中除蜡剂第一注入点13的位置，从存储所述除蜡剂的储罐中引出一连接管线，连接该雾化器，储罐和雾化器之间的连接管线上设置一计量泵，用计量泵将储罐中的所述除蜡剂泵入到该雾化器中，经雾化器雾化后，与所述的第一混合物进行混合，得到第二混合物，其中，所述除蜡剂的加入量为20公斤/天；
(4)所述的第二混合物经节流膨胀阀7进行节流膨胀，节流膨胀前的温度为0℃，压力为10.5MPa，节流膨胀后的温度为-18℃，压力为6.5MPa，再进入低温气液分离器8中进行分离，得到脱蜡天然气，脱蜡天然气经过进一步的分离，得到低温天然气产品气，脱出的液态蜡随醇烃液9进入醇烃处理流程；低温天然气产品气经循环管线依次返回到后冷器6和前冷器4中，与后冷器6和前冷器4中的原料天然气进行热交换，冷量回收后，得到干气10。
实施例3
该厂天然气的除蜡方法，如图3所示，包括以下步骤：
(1)经集气汇管1(温度40℃，压力10.5MPa)进入该厂的天然气，在生产分离器2中进行分离，除去天然气中的水和液体杂质，接着在空冷器3中进行空冷，使温度降至26℃，然后进入前冷器4中，与低温天然气产品气进行热交换，使温度降至16℃；再经气体分离器5进行分离，除去天然气中的凝液，得到原料天然气；
(2)在连接气体分离器5和后冷器6的管道内设置一雾化器，在图3中除蜡剂第一注入点12的位置，从存储所述除蜡剂的储罐中引出一连接管线，连接该雾化器，储罐和雾化器之间的连接管线上设置一计量泵，用计量泵将储罐中的所述除蜡剂泵入到该雾化器中，经雾化器雾化后，进入原料天然气中，与原料天然气进行混合，得到第一混合物；所述的第一混合物进入后冷器6中，与低温天然气产品气进行热交换，使温度降至0℃，其中，所述除蜡剂的加入量30公斤/天。
(3)在连接后冷器6下管程右端封头的管道内设置一雾化器，在图3中除蜡剂第一注入点14的位置，从存储所述除蜡剂的储罐中引出一连接管线，连接该雾化器，储罐和雾化器之间的连接管线上设置一计量泵，用计量泵将储罐中的所述除蜡剂泵入到该雾化器中，经雾化器雾化后，与所述的第一混合物进行混合，得到第二混合物，其中，所述除蜡剂的加入量为20公斤/天；
(4)所述的第二混合物经节流膨胀阀7进行节流膨胀，节流膨胀前的温度为0℃，压力为10.5MPa，节流膨胀后的温度为-18℃，压力为6.5MPa，再进入低温气液分离器8中进行分离，得到脱蜡天然气，脱蜡天然气经过进一步的分离，得到低温天然气产品气，脱出的液态蜡随醇烃液9进入醇烃处理流程；低温天然气产品气经循环管线依次返回到后冷器6和前冷器4中，与后冷器6和前冷器4中的低温原料天然气进行热交换，冷量回收后，得到干气10。
实施例4
该厂天然气的除蜡方法，如图4所示，包括以下步骤：
(1)经集气汇管1(温度40℃，压力10.5MPa)进入该厂的天然气，在生产分离器2中进行分离，除去天然气中的水和液体杂质，接着在空冷器3中进行空冷，使温度降至26℃，然后进入前冷器4中，与低温天然气产品气进行热交换，使温度降至16℃；再经气体分离器5进行分离，除去天然气中的凝液，得到原料天然气；
(2)在连接气体分离器5和后冷器6的管道内设置一雾化器，在图4中除蜡剂第一注入点12的位置，从存储所述除蜡剂的储罐中引出一连接管线，连接该雾化器，储罐和雾化器之间的连接管线上设置一计量泵，用计量泵将储罐中的所述除蜡剂泵入到该雾化器中，经雾化器雾化后，进入原料天然气中，与原料天然气进行混合，得到第一混合物；所述的第一混合物进入后冷器6中，与低温天然气产品气进行热交换，使温度降至0℃，其中，所述除蜡剂的加入量30公斤/天。
(3)在连接后冷器6下管程右端封头的管道内设置一雾化器，在图4中除蜡剂第一注入点14的位置，从存储所述除蜡剂的储罐中引出一连接管线，连接该雾化器，储罐和雾化器之间的连接管线上设置一计量泵，用计量泵将储罐中的所述除蜡剂泵入到该雾化器中，经雾化器雾化后，与所述的第一混合物进行混合，得到第二混合物，其中，所述除蜡剂的加入量为20公斤/天；
(4)在连接后冷器6和节流膨胀阀7的管道内设置一雾化器，在图4中除蜡剂第一注入点13的位置，从存储所述除蜡剂的储罐中引出一连接管线，连接该雾化器，储罐和雾化器之间的连接管线上设置一计量泵，用计量泵将储罐中的所述除蜡剂泵入到该雾化器中，经雾化器雾化后，与所述的第二混合物进行混合，得到第三混合物，其中，所述除蜡剂的加入量为10公斤/天；
(5)所述的第三混合物经节流膨胀阀7进行节流膨胀，节流膨胀前的温度为0℃，压力为10.5MPa，节流膨胀后的温度为-18℃，压力为6.5MPa，再进入低温气液分离器8中进行分离，得到脱蜡天然气，脱蜡天然气经过进一步的分离，得到低温天然气产品气，脱出的液态蜡随醇烃液9进入醇烃处理流程；低温天然气产品气经循环管线依次返回到后冷器6和前冷器4中，与后冷器6和前冷器4中的原料天然气进行热交换，冷量回收后，得到干气10。
本发明的实施例1、实施例2、实施例3和实施例4中：
除蜡剂1的加注压力：略高于生产压力10.5MPa。
除蜡剂加注单元包括：
1)防蜡剂储存罐规格：常压罐、3m3、316L不锈钢。
2)计量泵：米顿罗柱塞泵，15MPa、3升/小时。
3)雾化器：3/8-316SS9.5雾化器。
4)配电箱：防爆级、给计量泵供电。
5)连接管线：计量泵前管线选用2.5MPa、泵后管线选用15MPa，316L不锈钢。
本发明的实施例1、实施例2、实施例3和实施例4取得了如下的技术效果：
(1)加注除蜡剂后，消除了天然气处理流程中后冷器和低温气液分离器的蜡堵现象，保证了脱水脱烃装置的安全运行。
(2)消除了后冷器蜡堵现象保持管程压差稳定，降低低温气液分离器内构件失效的风险，从根本上提高了脱水脱烃装置的处理效率。
(3)烃露点控制在-8℃以下，比现有方法的-6℃降低2℃(国家标准：天然气交接点的压力和温度下不析出烃)；水露点控制在-18℃以下，比现有方法的-14℃降低4℃(国家标准：最高操作压力下水露点比最低输送环境温度低5℃)，提高了产品气的质量合格率。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或组件。位于部件或组件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件或组件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的装置来实现。在列举了若干部件的权利要求中，这些部件中的若干个可以是通过同一个部件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
本发明中所述的数值范围包括此范围内所有的数值，并且包括此范围内任意两个数值组成的范围值。
本发明权利要求和/或说明书中的技术特征可以进行组合，其组合方式不限于权利要求中通过引用关系得到的组合。通过权利要求和/或说明书中的技术特征进行组合得到的技术方案，也是本发明的保护范围。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种天然气的除蜡方法，其特征在于，包括以下步骤：
在原料天然气中加入除蜡剂得到第一混合物，所述的除蜡剂为防蜡剂的二甲苯溶液，所述的原料天然气含有蜡，所述的蜡为CnH2n-6的芳烃和CmH2m+2的烷烃中的至少一种，其中n为6-20的正整数，m为8-40的正整数；
对所述的第一混合物进行降温，使得至少一部分的蜡形成或者保持液态；
进行气液分离，得到除蜡后的天然气。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的防蜡剂占所述的除蜡剂的重量百分含量为20-40％；所述的防蜡剂的各组分的重量百分含量为：甲苯10-30％，石脑油10-30％，聚烷基琥珀酰亚胺10-30％，C9芳烃15-40％。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的防蜡剂的各组分的重量百分含量为：甲苯18-28％，石脑油16-26％，聚烷基琥珀酰亚胺16-26％，C9芳烃20-35％。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的C9芳烃包括1,2,4-三甲苯，1,3,5-三甲苯和1,2,3-三甲苯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的天然气的除蜡方法，其特征在于，
所述的原料天然气与所述的除蜡剂的比例关系为：在温度为16℃和压力为10.5MPa的条件下，每1万方/天所述的原料天然气中加入0.05-0.11公斤/天所述的除蜡剂。
6.根据权利要求1所述的天然气的除蜡方法，其特征在于，还包括：对所述的第一混合物进行降温的步骤之后，再次加入所述的除蜡剂得到第二混合物并对所述的第二混合物进行降温。
7.根据权利要求1-6任一项所述的天然气的除蜡方法，其特征在于，
所述的除蜡剂以雾化方式加入所述的原料天然气中。
8.一种天然气的除蜡装置，至少包括依序设置的气体分离器、后冷器、节流膨胀阀和低温气液分离器，其特征在于，还包括除蜡剂加注单元，
所述的除蜡剂加注单元至少包括：
储罐，用于储存除蜡剂；
泵，用于输送所述除蜡剂；和
至少一个雾化器，用于将所述除蜡剂进行雾化；
所述的雾化器设置在气体分离器至节流膨胀阀之间，用于将所述除蜡剂加入到所述的除蜡装置中。
9.根据权利要求8所述的天然气的除蜡装置，其特征在于，
在连接所述的气体分离器和后冷器的管道内设置所述的雾化器；和/或
在连接所述的后冷器的下管程右端封头的管道内设置所述的雾化器；和/或
在连接所述的后冷器和节流膨胀阀的管道内设置所述的雾化器。
10.根据权利要求8所述的天然气的除蜡装置，其特征在于，
所述的雾化器通过管道连接于以下至少一个位置：
后冷器进气管线、后冷器下管程右端封头和节流膨胀阀前端进气管线，用于将雾化状态的所述的除蜡剂加入到所述的除蜡装置中。
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| CN113278457A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-08-20 | 湖北亮绿环保技术有限公司 | 一种用于油气田快速处理的除蜡剂及其制备方法 |
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| CN105567363A (zh) * | 2016-02-22 | 2016-05-11 | 中国石油集团工程设计有限责任公司 | 一种天然气脱蜡脱水脱烃装置及方法 |
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