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(yīng)。氯化鈣不僅吸附速度快，吸附力強(qiáng)，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(yīng)用于油封、保健食品、光學(xué)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(gòu)造、材質(zhì)、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(yīng)用情況，從工作效率和脫水效果方面，提出改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：氯化鈣;分析;脫水;應(yīng)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(xué)物質(zhì)是由氯元素和鈣元素組成的，化學(xué)式為CaCl2，微苦。它是典型的離子型鹵化物，室溫下為白色、硬質(zhì)碎塊或顆粒?？捎米髦评湓O(shè)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(jié)合天然氣中水分而形成結(jié)晶水合物，結(jié)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(diǎn)降可達(dá)到40℃。氯化鈣的脫水裝置一點(diǎn)也不復(fù)雜，設(shè)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(jìn)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(yùn)出。

2 氯化鈣脫水工藝應(yīng)用背景及應(yīng)用效果

2.1 應(yīng)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(shè)施工和生產(chǎn)管理難度不小，而且成本高，基礎(chǔ)設(shè)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(dú)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(yīng)用效果

（1）成本低。CaCl2氯化鈣脫水裝置，只是在第一次購買設(shè)備，一次性投入購機(jī)費(fèi)外，一般后期不需要什么維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用，個別的情況可能內(nèi)膽材質(zhì)不過關(guān)，中途需要更換內(nèi)膽。

（2）管線凍堵得到有效預(yù)防。調(diào)查使用氯化鈣脫水裝置廠家的經(jīng)驗(yàn)，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(hù)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(jìn)行氣田的維護(hù)保養(yǎng)。

3氯化鈣脫水裝置的優(yōu)點(diǎn)

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(jìn)措施

存在不足氯化鈣脫水裝置優(yōu)點(diǎn)很多，但并非完美無缺。在2011年投入使用以來，在運(yùn)行過程中，雖然效果比較理想但是也發(fā)現(xiàn)有幾處設(shè)計，還可以加以改進(jìn)，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(jìn)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(qiáng)度大，還不夠安全。

改進(jìn)建議：在塔頂封頭上設(shè)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(qiáng)度，降低安全風(fēng)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(jìn)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(cè)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(dǎo)致氣體溝流，不僅降低了脫水效果，而且浪費(fèi)了大量的氯化鈣CaCl2。

改進(jìn)建議： 將原來的填充料筒的內(nèi)壁材料進(jìn)行更換，換成光滑摩擦系數(shù)低的，不易粘附其他物質(zhì)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(yùn)行工作后，CaCl2脫水塔的水解產(chǎn)物及一些雜質(zhì)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(yán)重影響。

改進(jìn)措施：設(shè)置一個可以開合的空洞，用來清除雜質(zhì)。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(zhì)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(dǎo)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(jìn)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(jié)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(zhì)特征、自然地理環(huán)境各有特點(diǎn)，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(jī)，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(hù)成本高，比如一口井三年左右的維護(hù)費(fèi)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(yàn)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(shè)過程中，地面的建設(shè)，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(biāo)。若是一味簡化地面工藝，可能后期維護(hù)成本更高，影響生產(chǎn)，降低采收率。

結(jié)語：

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

參考文獻(xiàn)：

[1]氯化鈣天然氣脫水裝置的礦場試驗(yàn) ? 油田設(shè)計 ?2004.04

[2]天然氣工業(yè)[M]. 天然氣工業(yè)雜志社.