氯化鈣脫水裝置應用效果分析

鄒亞峰

摘要：氯化鈣天然氣井口脫水裝置已經(jīng)成為礦場天然氣廣廣泛使用的脫水手段。氯化鈣脫水塔主要是用于初級脫水。污水氯化鈣為白色多孔狀顆?；蛉蹓K，易潮解，通過吸附活性靜態(tài)來去除濕氣和異味。除濕和去異味是吸附的過程，為物理反應。氯化鈣不僅吸附速度快，吸附力強，而且無毒、無味，無環(huán)境污染，無接觸腐蝕性，尤其對人體無害，氯化鈣廣泛應用于油封、保健食品、光學醫(yī)療、軍工產(chǎn)品。氯化鈣作為天然氣的吸附劑置于井口塔內(nèi)，塔內(nèi)的構造、材質、填充料層等，對氯化鈣的脫水效果影響很大。本文簡單的分析氯化鈣脫水塔現(xiàn)場的應用情況，從工作效率和脫水效果方面，提出改進措施。

關鍵詞：氯化鈣;分析;脫水;應用效果;

1 氯化鈣脫水的原理及脫水流程

1.1氯化鈣脫水的工作原理

無水氯化鈣這種化學物質是由氯元素和鈣元素組成的，化學式為CaCl2，微苦。它是典型的離子型鹵化物，室溫下為白色、硬質碎塊或顆粒。可用作制冷設備所用的鹽水、道路融冰劑和干燥劑。在作為天然氣的脫水時，CaCl2可結合天然氣中水分而形成結晶水合物，結晶水合物穩(wěn)定性較好，最后形成氯化鈣鹽溶液，天然氣經(jīng)過它脫水后，露點降可達到40℃。氯化鈣的脫水裝置一點也不復雜，設備就是一個塔，在塔的底部是分離段，其上部分是吸收塔，里面有塔磚三到四塊，塔磚上是用來填充氯化鈣的填充料。

1.2脫水流程

天然氣從井口進入氯化鈣脫水裝置后，經(jīng)過角式節(jié)流閥節(jié)流降壓，再輸送至集氣站。游離水和氯化鈣水溶液從脫水塔分離出來，去壓力排污罐，定期裝車運出。

2 氯化鈣脫水工藝應用背景及應用效果

2.1 應用背景

（1）氣田地面自然條件較差，交通不便，社會依托條件差，建設施工和生產(chǎn)管理難度不小，而且成本高，基礎設施幾乎沒有可依托的。

（2）對于氣田低滲。產(chǎn)量不高，面積小的獨立氣田單產(chǎn)井，各氣田產(chǎn)量懸殊。

具有以上情況的氣田，選擇氯化鈣脫水裝置是最好的。

2.2 應用效果

（1）成本低。CaCl2氯化鈣脫水裝置，只是在第一次購買設備，一次性投入購機費外，一般后期不需要什么維護保養(yǎng)費用，個別的情況可能內(nèi)膽材質不過關，中途需要更換內(nèi)膽。

（2）管線凍堵得到有效預防。調(diào)查使用氯化鈣脫水裝置廠家的經(jīng)驗，氣井從未發(fā)生過輸氣管線凍堵事故，期間也不用采取其他的防堵措施。

（3）維護簡單。 每年在夏季清理一次塔內(nèi)污物，平時三到6個月加一次填充料，也就是CaCl2，不用進行氣田的維護保養(yǎng)。

3氯化鈣脫水裝置的優(yōu)點

對已經(jīng)投產(chǎn)使用的氯化鈣脫水裝置，經(jīng)過和其它集氣工藝比較，發(fā)現(xiàn)對低壓、產(chǎn)量不高的氣田，非常適用，也便于管理，且成本最低，可以撬裝搬移，使用壽命長

4 存在問題和改進措施

存在不足氯化鈣脫水裝置優(yōu)點很多，但并非完美無缺。在2011年投入使用以來，在運行過程中，雖然效果比較理想但是也發(fā)現(xiàn)有幾處設計，還可以加以改進，使之使用更加方便。

4.1不方便填充料更換。由于氯化鈣是耗材，脫水塔內(nèi)需要定期填充 CaCl2填料。每次更換時，需要搭架子到塔頂端，進行高空作業(yè)。需要將48條大螺絲卸下來，用吊車將幾百斤重的容器封頭吊起，在加完填充料氯化鈣后，再座上封頭，擰緊螺絲。高空作業(yè)，不僅工作強度大，還不夠安全。

改進建議：在塔頂封頭上設置一個大小合適的孔，平時用板密封，需要填充氯化鈣時直接打開板，從孔洞往里添加。同時塔上加裝操作臺，大大減輕員工的勞動強度，降低安全風險，且過程簡單快捷。

4.2 用于打散塔中氣流的填料為陶瓷拉西環(huán)，鄰近填料間的堆砌的間隔空間，容易形成積液，成為死區(qū)。而陶瓷拉西環(huán)外邊表面不貫通，氣流難以流動，使得陶瓷拉西環(huán)的使用率降低，氣流打散不均勻，降低了氣流的脫水率。

改進措施：更換更適合的調(diào)料來打散氣流，例如金屬鮑爾環(huán)。鮑爾環(huán)是空心圓柱體，且外徑和高度相同，圓柱的側壁有矩形小窗交錯排列，非常利于氣體的流動。

4.3填料筒內(nèi)壁材料容易沾上氯化鈣。填充料內(nèi)壁的材料是碳鋼，吸收了水分的 CaCl2容易吸附在 其上，導致氣體溝流，不僅降低了脫水效果，而且浪費了大量的氯化鈣CaCl2。

改進建議： 將原來的填充料筒的內(nèi)壁材料進行更換，換成光滑摩擦系數(shù)低的，不易粘附其他物質的材料，保證填充料順暢流動，避免氣體產(chǎn)生流溝。

4.4 CaCl2形成的雜志難以清除。在經(jīng)過長時間的運行工作后，CaCl2脫水塔的水解產(chǎn)物及一些雜質堆積在填料床上，日積月累，越積越多，又無法清除，脫水效果受到嚴重影響。

改進措施：設置一個可以開合的空洞，用來清除雜質。位置根據(jù)脫水塔上部 CaCl2填料段，哪個位置合適，就在那里加孔，這樣，雜質能經(jīng)常清除，脫水效果得到提高。

4.5塔的底部排污閥因冷凍而堵塞，導致污水被堵。因脫水塔沒有伴熱措施，塔底段分離出來的液體，在寒冷季節(jié)時，容易造成冷凍堵塞。

改進措施：塔底部的分離段加一個口子，用來添加藥物。早寒冷天氣里，向分離底部加適量的甲醛，避免結冰堵塞。

5工作建議

5.1氣田生產(chǎn)不能盲目降低成本。各個氣田的地質特征、自然地理環(huán)境各有特點，不建議盲目追求低成本，一次性選擇氯化鈣脫水裝置，而要因井制宜，因地選機，選擇合適的集氣工藝。

5.2若是目前已經(jīng)在投產(chǎn)中的脫水裝置，維護成本高，比如一口井三年左右的維護費用就差不多可以安裝一臺氯化鈣脫水裝置，建議將之換成新的氯化鈣脫水裝置。

5.3對塔內(nèi)氯化鈣更換周期，目前還是需要工作人員憑經(jīng)驗去直觀判斷。親自去看或者檢測CaCl2的消耗情況，是否需要更換。

5.4在氣田的采集建設過程中，地面的建設，不能一味追求降低成本，而要從采收效益，便于管理、投資收益的最大化為目標。若是一味簡化地面工藝，可能后期維護成本更高，影響生產(chǎn)，降低采收率。

結語：

氯化鈣脫水裝置在實際應用中優(yōu)點很多，應用越來越廣，工藝也在不斷改進但也不是所有的氣田都適合。我們在實際應用中，根據(jù)各個氣田的實際情況，擇優(yōu)選用。

參考文獻：

[1]氯化鈣天然氣脫水裝置的礦場試驗 ? 油田設計 ?2004.04

[2]天然氣工業(yè)[M]. 天然氣工業(yè)雜志社.