Glykolentwässerungsprozess und Emissionskontrollen – überarbeitet am 2. Januar 2020

Die meisten Erdgasproduzenten verwenden Triethylenglykol (TEG)-Trocknungsanlagen, um Wasser aus dem Erdgas zu entfernen, um die Anforderungen an den Wassergehalt in der Pipeline zu erfüllen.

Bei diesem Verfahren tritt das feuchte Gas in der Nähe des Bodens des Glykolkontaktors ein und kommt mit dem mageren (wasserarmen) Glykol im Kontaktturmabsorber in Kontakt. Der Betriebsdruck des Kontaktturms entspricht in etwa den Druckverhältnissen in der Pipeline. Im Kontaktturm wird das im Erdgas enthaltene Wasser durch das zirkulierende Glykol absorbiert, das Erdgas wird dehydriert und der Taupunkt des Gases wird gesenkt. Das dehydrierte Gas wird als Trockengas bezeichnet und tritt oben aus dem Glykolkontaktor aus. Das Glykol, das das Wasser absorbiert hat, wird als reichhaltiges Glykol (wasserhaltig) bezeichnet. Das reiche Glykol tritt dann unten aus dem Glykolkontaktor aus und fließt in das Regenerationssystem. Das Regenerationssystem umfasst in der Regel einen Glykol-Flash-Tank (Gas-Kondensat-Glykol-Separator) und einen Aufkocher, der Erdgas als Brennstoff verwendet.

Der Glykol-Flash-Tank (auch Gas-Kondensat-Glykol-Abscheider genannt) dient als Abscheider zur Rückgewinnung von mitgerissenem Flash-Gas und Kondensat. Der Flash-Tank reduziert auch den Druck des reichen Glykols, bevor es in den Reboiler gelangt. Der Reboiler arbeitet bei etwa atmosphärischem Druck. Im Reboiler wird das Glykol erhitzt, um Wasser aus dem Glykol zu verdampfen und mageres Glykol zu erzeugen. Das magere Glykol wird über einen Wärmetauscher abgekühlt und zum Glykolschütz zurückgepumpt, um den Kreislauf fortzusetzen.

Typische Anforderungen an Trockengasleitungen liegen zwischen 5 und 7 lbs Wasser pro MMSCF Erdgas.

Abbildung 1 unten ist ein Diagramm eines typischen grundlegenden Glykol-Trocknungsprozess-Flussdiagramms aus https://petrowiki.org/Dehydration_with_glycol

Eine Glykol-Umwälzpumpe wird verwendet, um Glykol durch das System zu zirkulieren. Es gibt viele Arten von Pumpen, darunter Kimray Energy Exchange Glykolpumpen, andere pneumatische Pumpen sowie elektrische Kolben- und Kreiselpumpen. Größere Glykolentfeuchter verwenden häufig elektromotorbetriebene Pumpen.

Der Reboiler verwendet eine Destillierkolonne (Rückflusskondensator), um Wasser vom Glykol zu trennen. Das Abgas der Destillierkolonne enthält Wasserdampf und Kohlenwasserstoffe wie Methan, Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Xylole, n-Hexan und andere flüchtige organische Verbindungen (VOC).

Luftschadstoffe in Glykolentfeuchtern

Erdgasströme enthalten unterschiedliche Mengen an Methan, flüchtigen organischen Verbindungen und gefährlichen Luftschadstoffen (HAP). Zu den HAP in Erdgas gehören Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Xylole (BTEX), n-Hexan und 2,2,4-Trimethylpentan. Diese HAPs sind in der verwendeten TEG-Lösung leicht löslich, so dass sie im Glykolkontaktor absorbiert werden. Aufgrund des hohen Betriebsdrucks des Glykolkontaktors (600 bis >1000 psig) werden auch Methan und flüchtige organische Verbindungen (außer BTEX) in das reichhaltige Glykol eingeschleppt.

Das aus dem Flash-Tank (der sich zwischen Glykolkontaktor und Reboiler befindet) freigesetzte Flash-Gas besteht größtenteils aus Methan und einigen flüchtigen organischen Verbindungen sowie geringen Mengen an BTEX.

Bei der Regeneration des reichhaltigen Glykols im Glykolverdampfer werden Methan, VOC und HAP mit dem Wasserdampf freigesetzt, der aus der Entlüftung der Destillierkolonne austritt.

Emissionsquellen von Glykoltrocknern

Zu den Quellen und Arten der Luftverschmutzung eines TEG-Glykoltrockners gehören die folgenden:

1. Entlüftung der Destillationssäule – Wasser, Methan, VOCs, BTEX, n-Hexan, 2,2,4-Trimethylpentan
2. Flash-Tank – hauptsächlich Erdgas, ähnlich wie Brenngas (hauptsächlich Methan und einige VOC und BTEX).
3. Glykolpumpe mit Hochdruck-Erdgas – in erster Linie Erdgas ähnlich wie Brenngas

Emissionskontrollen für Destillationskolonnen

• Luftgekühlte Kondensatoren mit nicht kondensierbaren Gasen, die in die Atmosphäre abgeleitet werden
• Wasser- oder Glykolgekühlte Kondensatoren mit nicht kondensierbaren Gasen, die in die Atmosphäre abgeleitet werden
• Luftgekühlt, wassergekühlte und glykolgekühlte Kondensatoren mit nicht kondensierbarem Gas, das zum Reboilerbrenner als Brennstoff oder zu einer geschlossenen Verbrennungsanlage oder Fackel geleitet wird
• Luftgekühlte oder wassergekühlte Kondensatoren mit nicht kondensierbarem Gas, das zu einer Dampfrückgewinnungseinheit (VRU)

Glykol-Flash-Tank-Emissionskontrollen

• Da der Glykol-Flash-Tank ein Druckbehälter ist (Betriebsdruckbereich von 60 bis 120 psig) und eine ähnliche Zusammensetzung wie Brenngas aufweist.
• Dieses Gas wird normalerweise in das System zurückgeführt (z. B.,

Optimierungstechniken zur Emissionsreduzierung

• Optimieren Sie die Glykolzirkulationsrate auf das Maß, das zur Dehydratisierung des Gases auf die erforderlichen lbs/MMSCF erforderlich ist. HINWEIS: Von der EPA zugelassene Modelle (GRI-GLYCalc) zeigen, dass die VOC- und BTEX-Emissionen direkt proportional zur Zirkulationsrate des Glykols sind. Auf der Grundlage des GRI-GLYCalc-Modells können die BTEX- und VOC-Emissionen um etwa 50 % gesenkt werden, wenn die Glykolumlaufrate um 50 % reduziert wird.
• Verwenden Sie elektrische Glykolumlaufpumpen anstelle von gasbetriebenen Pumpen.

Emissionsvorschriften für Glykolentfeuchter

Zu den Vorschriften der EPA, die sich auf Glykolentfeuchter auswirken, gehören die Vorschriften für gefährliche Luftschadstoffe (HAPs) in 40 CFR 63 Subpart HH-National Emission Standards for Hazardous Air Pollutants From Oil and Natural Gas Production Facilities. Diese Vorschrift wirkt sich auf Glykol-Dehydratoren von Öl- und Gasförderanlagen an Land und auf einige Öllagertanks aus.

Auch landesspezifische Vorschriften können für Glykol-Dehydratoren gelten.

Cimarron DehyCombustor Emission Controls

Der Cimarron DehyCombustor kombiniert einen BTEX-Kondensator mit einer EPA-zertifizierten Verbrennungsanlage, um BTEX-Emissionen aus dem Glykol-Dehydrator zu eliminieren.

Vorteile

• Entfällt die Notwendigkeit, Dämpfe aus der Destillationssäule zum Reboiler zu leiten, was eine häufige Ursache für Regeneratorbrände und eine geringere Effizienz der Emissionskontrolle ist.
• Ermöglicht die weitere Verwendung von Energieaustausch-Glykolpumpen aufgrund der 99%igen Zerstörung des Gasverbrauchs
• Kompaktes Design mit geringem Platzbedarf

Merkmale

• Entwickelt, um die immer strengeren EPA-Normen zu erfüllen, die sich speziell auf die Emissionen bei der Erdgastrocknung beziehen
• Kufenmontierte (keine Montage erforderlich) und vollständig geschlossene Modelle sind für den Einsatz bei kalten Witterungsbedingungen und im Freien für den Einsatz bei warmem Wetter erhältlich.
• Alle medienberührten Teile sind aus Edelstahl 304
• Vollständig nach ASME-Code konstruiert
• EPA-zertifizierte Quad-O-Dampfzerstörung
• Datenaufzeichnung der Dampfzerstörung vor Ort und/oder SCADA-Kommunikation verfügbar.

Cimarron Energy Übernahme von HY-BON/EDI

Mit der Übernahme von HY-BON/EDI durch Cimarron im Juli 2019 wird das Angebot an Umweltprodukten und -dienstleistungen für unsere Öl- und Gaskunden weiter ausgebaut. Dazu gehören die folgenden:

• BTEX-Brennereinheit für Glykoldehydratoren
• Tanklose Anlagen
• Mobiles Glykolrückgewinnungssystem
• Dampfrückgewinnungseinheiten (VRU)
• Dampfrückgewinnungstürme (VRT)
• Flares
• Geschlossene Verbrennungsvorrichtungen (ECD)
• Lecksuch- und Reparaturdienste (LDAR)
• Entlüftungsgasmessdienste
• Vor-Ort-Service
• Teile

Für weitere Informationen über unsere Produkte und Dienstleistungen, können Sie uns unter +1 (844) 746-1676 kontaktieren oder https://www.cimarron.com besuchen.