天然气脱水流程与原理资料
天然气脱水流程与原理详解演示文稿
优选天然气脱水流程与原理
第一节 概 述 一、直接冷却法：
• 原理：通过降低天然气的温度， 利用水与轻烃凝结为液体的温 差，使水得以冷凝，从而达到 脱水的目的。
• 缺点：需要制冷设施对天然气 进行制冷。
天然气脱硫、脱水器
第一节 概 述
二、溶剂吸收脱水法
•原理：天然气与某种吸水能力强的化学溶剂相接触，利用化 学溶剂对水的吸收能力，吸收天然气中的水分，同时不与水 发生化学反应，最终达到脱水的目的。 •优点：吸收剂能通过一定的方法进行再生，使其能重复使用。
三、甘醇脱水工艺流程
湿天然气自吸收塔底部 进入，自下而上与从顶部进 入的三甘醇贫液相接触后， 干气从顶部流出；贫三甘醇 自塔顶进入，与吸收塔内湿 天然气充分接触后成为富液。 富液从塔底部流出，经过滤 器、换热器与贫三甘醇换热 后进入再生塔，富液再生后 成为贫液经与富液换冷后加 压循环注入吸收塔中。
194.2 -5.6 <1.33 314 1.092 1.128 全溶 237.8 2.4.4-233.9
10.2×10-3 2.18 4.5 1.457
第三节 吸收法脱水 三甘醇质量的最佳值
参数
pH值① 氯化物 烃类② 铁粒子② 水③
固体悬浮物 ③/(mg/L)
起泡倾向
颜色及 外观
富甘醇 7.0-8.5 <600 <0.3 <15 贫甘醇 7.0-8.5 <600 <0.3 <15
3.57.5
<1.5
<200 <200
泡沫高度， 高度1020mL;破裂 时间，5s
洁净， 浅色到 黄色
①富甘醇由于有酸性气体溶解，其pH值较低。
天然气脱水工艺流程介绍(ppt 30页)
①工艺简单,操作容易，占地面积小；
②不需要额外加入溶剂，不需再生，无二次污染;
③可利用天然气本身的压力作为推动力，几乎没有压力损失;
④操作弹性大，可通过调节膜面积和工艺参数来适应处理量
的波动。
中国石油塔里木油田公司
迪那筹备组
讲座提 纲
一、脱水的原
因 二、脱水方法简
介 三、脱水工艺介
绍 四、各工艺的注意事
节流阀制冷
膨胀制冷
膨胀机制冷
低温分离法
丙烷制冷
热分离机制冷等
中国石油塔里木油田公司
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脱水的方
法
• 溶剂吸收法：
利用某些液体物质不与天然气中的水分发 化学反应，只对水有很好的溶解能力且溶水 后蒸气压很低，可再生和循环使用的特点。 将天然气中水汽脱出。这样的物质有甲醇、 甘醇等。由于吸收剂可再生和循环使用，故 脱水成本低，已得到广泛使用。
油气田无自由压降可利用，满足 管输天然气水露点要求的场合。
1、脱水后干气中水含量可 低于1ppm，水露点可低于90℃； 2、对进料气体温度、压力 、流量变化不敏感； 3、操作简单，占地面积小 4、无严重腐蚀和发泡方面 的问题。
1、对于大装置，其设备投 资大，操作费用高； 2、气体压降大； 3、吸附剂使用寿命短，一 般三年需更换，增加成本； 4、耗能高，低处理量时更 明显；
• 牙哈320万方/日凝析气处理装置：设计处理天然 气320万方/天、凝析油产量为50万吨/年， 2000 年10月31日投产装置通过经J-T阀节流降温[加注 乙二醇防冻]，脱除天然气中的水，并实现轻烃回 收。
中国石油塔里木油田公司
迪 三那 甘筹 醇备脱水组 工
艺
各工艺的注意 事项
第5章 天然气脱水第4节
床层在较高的压力下进行吸附，然后降低压力而
使吸附物解吸。此类再生工艺主要用于产品提纯。 在天然气脱水基本不用。 （3）冲洗解吸再生法：其原理是用某种合适 的气体冲洗吸附剂床层，达到解吸而再生的目的， 升高温度或降低压力均有利于冲洗解吸。
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五、固体吸附剂及其性质
工业吸附剂应具备的性能：
宏大的比表面积
G S VS
G—吸附剂的质量，kg； VS—吸附剂的骨架体积，m3。
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3 颗粒密度ρP(kg/m )
颗粒密度 又称假密度，是指单位体积吸 附剂所具有的质量。表达式为:
G P VP
G—吸附剂的质量，kg； VP—吸附剂的骨架体积与孔穴体积之和，m3 。
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堆积密度ρb
3 (kg/m )
传热速度快
很强的选择性
能简便和经济地再生
较高的机械强度和稳定的化学性质
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五、固体吸附剂及其性质
目前工业上常用的吸附剂有：活性氧化铝、 硅胶、分子筛、活性炭。其中除活性炭外，
都可以应用于天然气脱水。
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1. 吸附剂的性能参数
（1）比表面积
吸附剂是固体颗粒，其内部有许多微孔和孔道与表面相 通。吸附剂颗粒外表面积与颗粒内孔穴的表面积之和称为吸 附剂的表面积。单位可用m2/g表示。
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二、吸附脱水的操作方式
（ 2 ）半连续操作：使被处理的气体通过固定 的床层进行吸附，经一定时间后，停止进料，然 后进行再生（解吸）。再生后重新进行吸附，依 此循环。 （ 3 ）连续操作：将吸附剂和气体连续地逆流 或并流送入吸附器，使之互相接触而进行吸附， 处理后的气体和吸附剂连续流出设备，连续操作 的设备效率高，但设备结构复杂 在天然气脱水装置大多是采用半连续操作，即 固定床吸附。
第7章 天然气的脱水
3、吸收塔塔板数的确定
Kremser-Brown方程
y N 1 y1 A A 实际吸水量 N 1 y N 1 y0 A 1 理论吸水量
N 1
式中 yN+1——进吸收塔湿原料气中水的摩尔分数
y1——离开吸收塔干气中水的摩尔分数
y0——当离塔干气与进塔贫三甘醇溶液处于平衡时，干气 中水的摩尔分数 N——吸收塔理论塔板数 A——吸收因子
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问题
影响三甘醇脱水关键因素是什么？ 三甘醇贫液浓度
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提高三甘醇贫液浓度的方法
(1) 减压再生 可将三甘醇提浓至 98.5% （质）以上。 但减压系统比较复杂，限制了该法的应用。 (2) 气体汽提 典型流程见图7-7。 气体汽提是将甘醇溶液同热的汽提气接 触，以降低溶液表面的水蒸气分压，使甘 醇溶液得以提浓到 98.5%( 质 ) 以上。此法是 现行三甘醇脱水装置中应用较多的再生方 21 法。
其中 Q——被处理气体的体积流量，基米3/天， ——天然气相对密度（空气相对密度为1.0） Mn——被处理气体的分子量
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二、三甘醇再生系统的计算
1．再生系统操作条件的确定
(1)再生温度和压力
再生温度和压力 一般采用常压再生 。 常压下，三甘醇的热分解温度约为 206C。因而重沸器的温度不应高于此值， 通 常 为 191 ～ 193C ， 最 高 不 应 超 过 204C 。
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(1)再生温度和压力
在罐式重沸器中，气液两相可认为达到 平衡，此汽一液两相平衡系统的温度和压 力关系如图 7-19 所示。已知重沸器压力 （甘醇蒸汽和水蒸汽分压之和）和要求达 到的三甘醇溶液浓度，则由图7-19可以查 出相应的重沸器温度，如有惰性气体存在 时，则应由重沸器压力中扣除惰性气体分 压后，再由图查出相应的温度。
《天然气脱水》课件
《天然气脱水》PPT课件
本课件介绍天然气脱水的原理、方法、工艺流程、设备以及未来发展，突出 其重要性和对环境、能源及经济的影响。
什么是天然气脱水？
天然气脱水是指将天然气中的水分去除的过程。它的目的是提高天然气的品质，减少腐蚀和结露问题， 并提高天然气的转运和使用效率。
天然气脱水的方法
1 吸附法
利用吸附剂吸附天然气中的水分，使其分离出来。
分子筛
用于吸附天然气中的水分和杂质。
膜分离器
利用膜技术分离天然气中的水分和杂质。
天然气脱水的未来发展
硅膜技术
利用硅材料制备高效脱水膜， 提高脱水效果。
智能控制系统
引入智能控制技术，实现自 动化、智能化的脱水操作。
先进材料的使用
研发新型材料，提升设备性 能和脱水效果。
结束语
天然气脱水在能源行业具有重要地位，对环境和经济都有深远的影响。未来， 通过技术创新和设备改进，天然气脱水将迎来更广阔的发展空间。
2 沸腾法
通过加热天然气使其沸腾，将蒸发的水分与天然气分离。
3 渗透法
利用渗透膜将天然气中的水分分离出来。
天然气脱水工艺流程
1
主处理
2
利用脱水设备将天然气中的水分去除。
3
前处理
将含水天然气通过过滤、去除杂质等 工艺进行预处理。
余热回收
将脱水过程中产生的余热回收利用， 提高能源利用效率。
天然气脱水操作及控制
1 温度控制
合适的温度可以促进脱水效果，同时要避免温度过高导致其他问题。
2 压力控制
适当的压力可以提高脱水效率，同时要避免压力过大导致设备损坏。
3 加热控制
合理的加热方式可以提高脱水效果，同时要注意安全和能耗。
天然气脱水流程与原理
第三节 吸收法脱水
汽提气工艺流程示意图
第三节 吸收法脱水
解吸溶剂(DRIZO)工艺流程图
第三节 吸收法脱水
四、吸收塔设备及结构介绍
分类
•板式塔：塔内装有一定数量的塔盘，气体以鼓泡或喷射 的形式穿过塔盘上的液层使两相密切接触，进行传质。 •填料塔：塔内装填一定层段数和一定高度的填料层，液 体沿填料表面呈膜状向下流动，作为连续相的气体自下而 上流动，与液体逆流传质。
450
500
600
--------
1200-1400 ------- 350①
450
500
600
1600-3000 ------- ------- 450 ①
500
600
3200-4200 ------- ------- ------- --------
600
800 ① 800 800
①不推荐采用
第三节 吸收法脱水
吸
天收
然 气
捕雾器→
塔
脱流
水程
│
吸
收
来自入口洗涤器
法
的湿气 →
脱
水
干气→ ←贫液
←天然气与贫液 热交换器 ←贫液
天然气→
富液去重沸器→
第三节 吸收法脱水
五、三甘醇法脱水工艺参数的选取
入口温度：
如入口温度高： 1.天然气含水量高； 2.天然气的体积增加导致吸收塔塔径的增大； 3.超过48℃将导致三甘醇损失增大；
较高温度会增加甘醇的损失（一般选为107.2℃）。 较低温度将导致过多的水冷凝，增加再沸器的热 负荷。
第三节 吸收法脱水 三甘醇脱水装置操作温度推荐值
设备或部 原料气进 贫甘醇进 富甘醇进 富甘醇进 富甘醇进 精馏柱顶
天然气脱水原理课程介绍
天然气脱水原理课程介绍
第1页
脱水必要性
天然气在加压、降温过程中,当到达其水露 点时,其中气相水就会以游离水形式析出, 假如又处于其水合物生成线以下区域时,天 然气中烃类组分还要和水生成水合物。所 以,CNG中含水量脱不到要求时,将带来以 下危害:
天然气脱水பைடு நூலகம்理课程介绍
第2页
1. 储存压力下减压温降时, 生成水合物, 堵塞管道、气瓶嘴、 充气嘴等, 使加气站在较低环境温度下不能实现正常加气, 汽车在严寒气候条件下无法开启和运行。
五． 分子筛再生温度较高，工业上普通取 分子筛再生温度为150 -300℃，若要经过 分子筛完全再生来提供--85~-100℃露点， 其再生温度为315-375℃。
六． 天然气脱水原理课程介绍 分子筛缺点为机械强度不高，抗水滴第25页
天然气脱水原理课程介绍
第26页
吸附剂平衡湿容量与相对湿度关系
天然气脱水原理课程介绍
天然气脱水原理课程介绍
第18页
3.吸附热 吸附热是吸附质与吸附剂接触时产生热效应。如上所述，吸 附过程为放热过程，解析过程为吸热过程，吸附热可比较准 确地表示吸附剂活性及吸附能力强弱。下表为惯用吸附剂对 水蒸气吸附热。
天然气脱水原理课程介绍
第19页
常见压力单位换算表
天然气脱水原理课程介绍
第20页
吸附分类
一．按吸附剂表面与吸附质分子间作用力不 二． 同将吸附分为: 三．物理吸附 四．化学吸附
天然气脱水原理课程介绍
第9页
物理吸附
物理吸附作用力为范德华力。因为分子间范德华 力作用，促使吸附质向吸附剂渗透。（化学吸附 是吸附质分子与吸附剂表面分子产生电子转移或 形成化合物）压缩天然气吸附干燥过程属物理吸 附，其特点以下:
天然气脱水
◆天然气脱水的必要性◆溶剂吸收法脱水◆固体吸附法脱水◆第一节天然气脱水的必要性◆天然气脱水的必要性；◆天然气脱水方法；◆天然气脱水深度。
◆一、天然气脱水的必要性◆水的析出将降低输气量，增加动力消耗；◆水的存在将加速H2S或CO2对管线和设备的腐蚀；◆导致生成水合物，使管线和设备堵塞。
因上述三方面原因，所以有必要对天然气进行脱水处理。
◆二、天然气脱水方法◆低温法脱水；◆溶剂吸收法脱水；◆固体吸附法脱水；◆应用膜分离技术脱水。
◆三、天然气脱水深度◆满足用户的要求；◆管输天然气水露点在起点输送压力下，宜比管外环境最低温度低5～7℃；◆对天然气凝液回收装置，水露点应低于最低制冷温度5～7℃。
◆第二节溶剂吸收脱水◆甘醇脱水的基本原理◆甘醇的物理性质◆三甘醇脱水流程和设备◆影响三甘醇脱水效果的参数◆三甘醇富液再生方法及工艺参数甘醇是直链的二元醇，其通用化学式是C n H2n(OH)2。
二甘醇(DEG)和三甘醇(TEG)的分子结构如下：◆一、甘醇脱水的基本原理从分子结构看，每个甘醇分子中都有两个羟基（ＯＨ）。
羟基在结构上与水相似，可以形成氢键，氢键的特点是能和电负性较大的原子相连，包括同一分子或另一分子中电负性较大的原子，所以甘醇与水能够完全互溶，并表现出很强的吸水性。
甘醇水溶液将天然气中的水蒸气萃取出来形成甘醇稀溶液，使天然气中水汽量大幅度下降。
◆二、甘醇的物理性质常用甘醇脱水剂的物理性质如表1所示。
在天然气开发初期，脱水采用二甘醇，由于其再生温度的限制，其贫液浓度一般为95％左右，露点降仅约25～30℃。
50年代以后，由于三甘醇的贫液浓浓度可达98～99％，露点降大，逐渐用三甘醇（TEG）代替二甘醇作为吸收剂。
◆三甘醇吸收剂的特点◆沸点较高(287.4℃)，贫液浓度可达98～99%以上，露点降为33～47℃。
◆蒸气压较低。
27℃时，仅为二甘醇的20%，携带损失小。
◆热力学性质稳定。
理论热分解温度(207℃)约比二甘醇高40℃。
天然气站分子筛拖水撬脱水原理及流程
天然气站分子筛拖水撬脱水原理及流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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天然气脱水工艺流程介绍
低温分离方法在塔 里木的应用
• 塔中六天然气处理装置：大庆设计院设计，设计 处理天然气86万方/天、凝析油产量为1.8万吨/年， 于2007年4月建成投产。 装置通过经J-T阀节流 降温[加注乙二醇防冻]实现天然气净化。
• 牙哈320万方/日凝析气处理装置：设计处理天然 气320万方/天、凝析油产量为50万吨/年， 2000 年10月31日投产装置通过经J-T阀节流降温[加注 乙二醇防冻]，脱除天然固体物质表面孔隙可以吸附大量 水分子的特点来进行天然气脱水的，脱水后 的天然气含水量可降至1ppm或露点达到100℃。这样的固体有硅胶，活性氧化铝和分 子筛等。
固体吸附剂一般易被水饱和，但也容易再 生。经多次热吹脱附后可多次循环使用。因 此常被用于低含水天然气深度脱水情况下。
离，使水被脱出。
节流阀制冷
膨胀制冷
膨胀机制冷
低温分离法
丙烷制冷
热分离机制冷等
• 溶剂吸收法：
利用某些液体物质不与天然气中的水分发 化学反应，只对水有很好的溶解能力且溶水 后蒸气压很低，可再生和循环使用的特点。 将天然气中水汽脱出。这样的物质有甲醇、 甘醇等。由于吸收剂可再生和循环使用，故 脱水成本低，已得到广泛使用。
方法对比
节流法
三甘醇法
分子筛法
1、装置操作简单，占地面积小； 1、操作温度下溶剂稳定，吸湿性
2、装置投资及运行费用低。
高，露点降高;
2、容易再生成99%（w）以上的浓
优
度；
点
3、蒸气压低，气相携带损失小；
4、装置投资及运行费用低；
5、进出装置的压降小。
1、只适用于高压天然气；
1、存在轻质油时，会有一定程度
干气至外输首站
闪蒸气回系统
天然气脱水流程与原理
吸附法脱水
吸附剂选择
选用活性氧化铝、硅胶、分子筛等具 有高吸附性能的物质作为吸附剂。
吸附与解吸
在吸附剂的作用下，天然气中的水分 被吸附，经过一定时间后进行解吸， 释放出干燥的天然气。
冷凝法脱水
降低温度
通过降低天然气的温度，使其中的水蒸气冷凝成水。
分离与移除
将冷凝出的水分移除，使天然气达到脱水要求。
天然气脱水流程与 原理
目 录
• 天然气脱水概述 • 天然气脱水流程 • 天然气脱水原理 • 天然气脱水设备与操作 • 天然气脱水效果评估与优化
01
CATALOGUE
天然气脱水概述
天然气脱水的重要性
天然气脱水是天然气处理过程中的重 要环节，因为水蒸气在管道中会凝结 成水，导致管道腐蚀、堵塞和流量减 小等问题。
详细描述
吸附法脱水是利用吸附剂（如分子筛）的吸 附作用，将天然气中的水蒸气吸附脱除。在 一定温度和压力下，水蒸气被吸附剂吸附， 从而实现天然气的脱水。
冷凝法脱水原理
总结词
通过降低天然气的温度，使水蒸气冷凝成水而被分离脱除。
详细描述
冷凝法脱水是利用水蒸气在不同温度下饱和蒸气压不同的原理，通过降低天然气的温度 ，使水蒸气冷凝成水而被分离脱除。通过制冷或节流膨胀等方式降低天然气温度，实现
预处理
去杂质
通过过滤、分离等手段去除天然气中的 固体颗粒、机械杂质以及游离水等。
VS
压缩与冷却
将天然气进行压缩并冷却，以降低其温度 和提高露点，为后续脱水创造有利条件。
吸收法脱水
利用吸收剂
采用甘醇、甲醇等有机溶剂作为吸收剂，吸收天然气中的水分。
再生过程
通过加热或降压的方式使吸收剂释放水分，实现循环利用。
之四、天然气脱水(甘醇脱水)
第一节 天然气水合物
一、天然气饱和含水量
天然气饱和水含量的大小取决于温度、压 力和气体组成。确定天然气饱和水含量的方法有 三类：图解法、实验法和状态方程法。 根据气体内是否含有酸气，天然气饱和含 水量与压力、温度的关系分为两类：一类为不含 酸气(或酸气含量较少)的称甜气图，另一类为含 酸性气体的称酸气图。
1）长距离输气管线水合物的预防措施
对于长距离输气管线要防止水合物的生成可以采用如 下方法：
①天然气脱水，降低气体内水含量和水露点 ；
②提高输送温度，使气体温度高于气体水露点； ③注入水合物抑制剂。 天然气脱水是长距离输气管线防止水合物生成的最有 效和最彻底的方法。
6、水合物抑制剂
某些盐和醇类溶解于水中，吸引水分 子，改变水合物相的化学位，降低气体水 合物生成温度和／或提高水合物生成压力， 从而防止生成水合物。这类物质称水合物 抑制剂或热力学抑制剂，俗称防冻剂。
四、甘醇再生方法
3、共沸再生：在重沸器内，共 沸剂与甘醇溶液中的残留水形 成低沸点共沸物汽化，从再生 塔顶流出，经冷却冷凝进入分 离器分出水后，共沸剂用泵打 回重沸器循环使用。 采用的共沸剂应具有不溶 于水和三甘醇，与水能形成低 沸点共沸物，无毒，蒸发损失 小等性质。常用的共沸剂是异 辛烷。
4、图解法预测水合物的生成
即当水分条件满足时，预测生成水合物的压力、 温度条件。 常用的图解法有两种： 一种是只考虑气体相对密度的相对密度法，
另一种是考虑相对密度和酸气含量的酸性气体图。
（1）相对密度法
曲线左上方为水合物存在区。 右下方为水合物不可能存在区。 已知气体相对密度，由图可查 一定温度下生成水合物的压力， 或在一定压力下生成水合物的温 度。 回归相关式：
量引起的有关问题。
天然气站拖水撬脱水原理及流程
天然气站拖水撬脱水原理及流程一、脱水原理。
咱们先来说说这天然气站拖水撬的脱水原理哈。
天然气里呢，是含有水分的，这些水分要是不除掉呀，会给整个天然气的运输、储存还有使用带来好多麻烦事儿呢。
拖水撬脱水主要是利用了一些特殊的物理或者化学的方法。
有一种常见的方法是利用干燥剂的吸附作用。
就像是干燥剂在咱们日常生活中能吸收潮气一样，在拖水撬里也有类似的干燥剂。
这些干燥剂有着特殊的结构和性质，它们就像一个个小小的海绵宝宝，天然气里的水分子就被它们“吸”进去了。
这些干燥剂的表面有着很多微小的孔隙，水分子就被吸附在这些孔隙里面啦，这样就把天然气中的水分给脱除掉了。
还有一种原理呢，是根据不同气体在不同条件下的凝结点不一样。
就好比水在0度会结冰，而天然气里的其他成分在这个温度下不会有状态变化。
通过调整温度和压力等条件，让水分达到它的凝结点，变成液态水，然后就可以把液态水给分离出来啦，这样天然气里的水分就减少了。
二、脱水流程。
下面咱们再聊聊这脱水流程哈。
1. 进气阶段。
天然气首先要进入到拖水撬这个小天地里。
这就像是天然气开始了它的脱水之旅的第一步。
刚进来的时候呢，天然气还是带着它那些水分小伙伴的。
这个时候的天然气可能还处于一种比较原始的状态，各种成分混合在一起，包括那些让人头疼的水分。
2. 预处理阶段。
在这个阶段呀，天然气可能会经过一些初步的处理。
比如说，可能会通过一些过滤器，把天然气里的一些大颗粒杂质给过滤掉。
这些杂质要是不除掉，可能会影响后面脱水过程的正常进行呢。
就好像我们要打扫房间，得先把大的垃圾清理掉，这样后面才能更好地拖地、擦灰一样。
3. 脱水核心阶段。
这可是最关键的阶段哦。
如果是利用干燥剂吸附脱水的话，天然气就会慢慢地通过装满干燥剂的容器。
在这个过程中，水分子就会被干燥剂吸附住，而天然气就会变得越来越干燥。
如果是通过调节温度和压力让水分凝结的那种方法呢，天然气就会进入到特定的设备里，在这里温度和压力被调整到合适的值，水分就开始凝结成小水滴，然后这些小水滴就会聚集在一起，流到专门收集水的地方去了。
天然气脱水原理及工艺流程
天然⽓脱⽔原理及⼯艺流程天然⽓脱⽔原理及⼯艺流程⼀、天然⽓⽔合物1、H2O存在的危害（1）减少商品天然⽓管道的输送能⼒；（2）当⽓体中含有酸性⽓体时，液态⽔与酸性⽓体形成酸性⽔溶液腐蚀管道和设备；（3）液态⽔与天然⽓中的某些低分⼦量的烃类或⾮烃类⽓体分⼦结合形成天然⽓⽔合物，从⽽减⼩管路的流通断⾯积、增加管路压降，严重时将造成⽔合物堵塞管道，⽣产被迫中断；（4）作为燃料使⽤，降低天然⽓的热值。
2、什么是天然⽓⽔合物天然⽓⽔合物是在⼀定温度和压⼒条件下，天然⽓中的甲烷、⼄烷等烃类物质和硫化氢、⼆氧化碳等酸性组分与液态⽔形成的类似冰的、⾮化学计量的笼型晶体化合物。
最⼤的危害是堵塞管道。
（1）物理性质①⽩⾊固体结晶，外观类似压实的冰雪；②轻于⽔、重于液烃，相对密度为0.960.98；③半稳定性，在⼤⽓环境下很快分解。
（2）结构采⽤X射线衍射法对⽔合物进⾏结构测定发现，⽓体⽔合物是由多个填充⽓体分⼦的笼状晶格构成的晶体，晶体结构有三种类型：I、II、H型。
3、天然⽓⽔合物⽣成条件具有能形成⽔合物的⽓体分⼦：如⼩分⼦烃类物质和H2S、CO2等酸性组分天然⽓中⽔的存在：液态⽔是⽣成⽔化物的必要条件。
天然⽓中液态⽔的来源有油⽓层内的地层⽔(底⽔、边⽔)和地层条件下的汽态⽔。
这些汽态的⽔蒸汽随天然⽓产出时温度的下降⽽凝析成液态⽔。
⼀般⽽⾔，在井下⾼压⾼温状态下，天然⽓呈⽔⽔蒸⽓饱状态，当⽓体运移到井⼝时，特别是经过井⼝节流装置时，由于压⼒和温度的降低，使会凝析出部分的液态⽔，因此，在井⼝节流装置或处理站节流降温处往往容易形成⽔化物。
3、天然⽓⽔合物⽣成条件⾜够低的温度：低温是形成⽔化物的重要条件。
⽓流从井底流到井⼝、处理⼚并经过⾓式节流阀、孔板等装置节流后，会因压⼒降低⽽引起温度下降。
温度降低不仅使汽态⽔凝析(温度低于天然⽓露点时)，也为⽣成⽔化物创造了条件。
⾜够⾼的压⼒：⽔化物⽣成的温度随压⼒升⾼⽽升⾼，随压⼒降低⽽降低，也就是压⼒越⾼易⽣成⽔化物。
天然气电脱水原理和基本流程
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结论：吸收塔塔板数一般定为6～8块。
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第三节 吸收法脱水
贫甘醇温度
1. 较低的甘醇温度有利于吸收水分。 2. 甘醇温度过低可导致烃类冷凝并使甘醇发泡。
3. 甘醇温度过高会导致甘醇损失。
结论：甘醇温度较出口气体温度高3～8℃。
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第三节 吸收法脱水
甘醇浓度
浓度增加，气体露点降增加。
干气→
收 塔 流
捕雾器→
←贫液
←天然气与贫液 热交换器
←贫液
程
天然气→
来自入口洗涤器 的湿气 →
富液去重沸器→
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第三节 吸收法脱水
五、三甘醇法脱水工艺参数的选取
入口温度：
如入口温度高：
1.天然气含水量高；
2.天然气的体积增加导致吸收塔塔径的增大； 3.超过48℃将导致三甘醇损失增大； 4.高于天然气水合物形成的温度； 5.高于10℃ （10℃ 以下甘醇会变稠）； 6.高于15-21℃ （若低于此温度，醇会与液烃形成稳定的乳化 液）。
二甘醇
CH2CH2 OH
三甘醇
CH2CH2 OH
四甘醇
C2H4OC2H4OH O C2H4OC2H4OH 194.2 -5.6 <1.33 314 1.092 1.128 全溶 237.8 2.4.4-233.9
(60 ℃),Pa.s
比热容 kJ/(kg.k) 表面张力 (25 ℃),N/m2 折光指数 ( (25 ℃)
甘醇脱水工艺流程示意图
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第三节 吸收法脱水
甘 醇 脱 水 原 理 流 程
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第三节
三 甘 醇 脱 水 及 再 生 系 统 图
吸收法脱水
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第三节 吸收法脱水
三、三甘醇再生方式及流程
常压再生：通过加热的方式再生，再生后三甘醇浓度可达98.5%。 减压再生：通过降低装置压力的方法实现三甘醇的再生，再生后三甘醇浓 度可达98.2%。
结论：入口气体温度在27～38℃ 之间。
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第三节 吸收法脱水
塔内压力
1. 含水量随压力的增加而减少。
2. 气体流速随压力的增加而降低，可减小吸收塔塔径。
3. 壁厚随压力的增加而增大。
结论：压力选择为3.45～8.27MPa。
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第三节 吸收法脱水
吸收塔塔板数
1. 在甘醇循环率和贫甘醇浓度恒定的条件下，塔板数增加， 露点降增大。 2. 吸收相同水分，塔板数的增加，甘醇循环率可相应减少， 节约热能和电能。
洁净， 浅色到 黄色
①富甘醇由于有酸性气体溶解，其pH值较低。 ②由于过滤器效果不同，贫、富甘醇中烃类、铁粒子及固体悬浮物含量会有区别。 烃含量为质量分数。 ③贫、富甘醇的水含量（质量分数）相差在2%～6%
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第三节 吸收法脱水
三、甘醇脱水工艺流程
湿天然气自吸收塔底部 进入，自下而上与从顶部进 入的三甘醇贫液相接触后， 干气从顶部流出；贫三甘醇 自塔顶进入，与吸收塔内湿 天然气充分接触后成为富液。 富液从塔底部流出，经过滤 器、换热器与贫三甘醇换热 后进入再生塔，富液再生后 成为贫液经与富液换冷后加 压循环注入吸收塔中。
吸收法脱水
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第三节 吸收法脱水
常用吸收剂： 甘醇类化合物：二甘醇、三甘醇等 氯化钙水溶液
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第三节 吸收法脱水
常用脱水吸收剂比较
脱水吸收剂 CaCl2 水溶液 优点
①投资与操作费用低，不 燃烧 ②在更换新鲜CaCl2前可无 人值守 ①浓溶液不会“凝固” ②天然气中含有H2S、CO2 O2时，在一般温度下是稳定 的 ③吸水容量大 ①投资与操作费用低，不 燃烧 ②在更换新鲜CaCl2前可无 人值守
重沸器内温度越高，贫甘醇浓度越大。
结论：重沸器内温度限制在204℃ ，可达到甘醇浓度 98.7%。
重沸器内压力
压力高于大气压时，明显降低贫甘醇的浓度及脱水效率。
压力低于大气压，贫醇浓度增加；但一般不采用真空再生。
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第三节 吸收法脱水
汽提塔温度 较高温度会增加甘醇的损失（一般选为107.2℃）。 较低温度将导致过多的水冷凝，增加再沸器的热
适用范围
边远地区小流量、 露点降要求较小的 天然气脱水
二甘醇 (DEG)水溶液
集中处理站内大流 量、露点降要求较 大的天然气脱水
三甘醇 (TEG)水溶液
集中处理站内大流 量、露点降要求较 大的天然气脱水
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第三节 吸收法脱水
二、甘醇脱水基本原理及物化性质
结构：
CH2—CH2—OH O CH2—CH2—OH 二甘醇 CH2—O—CH2—CH2—OH 三甘醇 CH2—O—CH2—CH2—OH
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天然气脱水
重庆科技学院石油与天然气工程学院 制作
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天然气脱水 第一节 概 述 •脱水的目的：
•降低输送负荷 •减小设备及管道腐蚀 •防止水合物的生成 •防止液泛 •达到商品气质要求
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第一节 概 述
一、直接冷却法：
• 原理：通过降低天然气的温度， 利用水与轻烃凝结为液体的温 差，使水得以冷凝，从而达到 脱水的目的。 • 缺点：需要制冷设施对天然气
缺点
①吸收水容量小,且不能重复使用 ②露点降较小,且不稳定 ③更换CaCl2时劳动强度大,且有废 CaCl2水溶液处理问题 ①蒸气压较TEG高，蒸发损失大 ②理论热分解温度较TEG低，仅为 164.4 ℃，故再生后的DEG水溶液浓 度较小 ③露点较TEG溶液得到的小 ④投资及操作费用较TEG高 ①投资及操作费用较CaCl2水溶液法 高 ②当有液烃存在时再生过程易起泡， 有时需要加入消泡剂
气体汽提：这是一种辅助的再生方法，通过往三甘醇装置注入N2、CO2、闪
蒸气等气体，降低水蒸汽气相分压，再生后三甘醇浓度可达99.995%，此 工艺具有成本低，操作方便等优点。
共沸再生：这是一种辅助的方法，将共沸剂注入到三甘醇再生装置中，与
水生成低沸点的共沸物，而挥发出装置，从而实现三甘醇再生的目的，再 生后三甘醇浓度可达99.99%。 对共沸剂要求：不溶于水和三甘醇；与水形成低沸点共沸物，无毒，蒸发 损失小（异辛烷）等特点。
浮阀塔板
筛孔塔板
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第三节 吸收法脱水
泡罩塔板的单个泡罩
泡罩塔板结构
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第三节 吸收法脱水
泡罩结构
泡罩工作原理
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第三节 吸收法脱水
浮阀塔
圆形浮阀
矩形浮阀
中心式浮阀塔盘
折流式浮阀塔板
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第三节 吸收法脱水 浮阀塔的塔板间距
塔径Ｄ．mm
600-700 800-1000 1200-1400 1600-3000 3200-4200 300 ------------------------350 350① 350① -------------
上流动，与液体逆流传质。
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填料塔结构 天 然 气 脱 水
│ 吸 收 法 脱 水
陶瓷散堆填料
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第三节 吸收法脱水
拉西环
阶梯环
鲍尔环
三丫环
各型陶瓷填料结构
异鞍环
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第三节 吸收法脱水 金属填料结构
金属鲍尔环填料
压延孔环
菊花短环填
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第三节 吸收法脱水
逐级接触式塔板 分类： 泡罩塔板
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第二节 直接冷却法脱水
常温分离流程
一、常温集输工艺流程
根据防止形成
水合物的方法分为：
•常温分离流程 •低温分离流程
低温分离流程
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第二节 直接冷却法脱水
一、常温集输工艺流程
常温分离流程适用于：硫化氢含量低、凝析油不多的天然气。
常 温 分 离 集 输 工 艺 流 程 图 （ 一 ）
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第二节 直接冷却法脱水
二、低温集输工艺流程
低 温 集 输 工 艺 流 程 图 （ 一 ）
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第二节 直接冷却法脱水
二、低温集输工艺流程
低 温 集 输 工 艺 流 程 图 （ 二 ）
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第三节 一、吸收剂
对吸收剂的要求：
吸收容量：对水有高的吸附能力； 选择性：具有较高的选择性吸附能力； 饱和蒸汽压：越小越好，可减小循环量，节约热、电、吸收塔直径等； 沸点：应在443K～473K范围内； 粘度：影响热量传递和输送的重要因素，粘度小将节约热能和电能； 热化学稳定性：热化学性质稳定性，便于再生，要求一般使用6～18年。 其他：密度小；有足够的强度；价格便宜。
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第二节 直接冷却法脱水
一、常温集输工艺流程
常 温 分 离 集 输 工 艺 流 程 图 （ 二 ）
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第二节 直接冷却法脱水
二、低温集输工艺流程 低温分离的集气流程适用范围： • 天然气压力高、产量大； • 天然气中含有较高硫化氢、二氧化碳和凝析油和汽液水； • 为了增加液烃回收量，降低天然气露点。
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第三节
甘醇脱水剂
分子式 相对分子质量 冰点， ℃ 蒸气压 (25 ℃),Pa 沸点, ℃ 密度 (60 ℃) (103.3kPa, 24 ℃) 溶解度 20 ℃ 理论热分解温度 ℃ 实际使用再生温度 ℃ 闪点, ℃ 粘度 (20 ℃),Pa.s
吸收法脱水
常用甘醇脱水剂的物理性质
一甘醇
CH2CH2 (OH)2 62.1 -11.5 16 197.3 1.085 1.085 全溶 165 129 115.6 O CH2CH2 OH 106.1 -8.3 <1.33 244.8 1.088 1.1184 全溶 164.4 148.9-162.8 143.3 35.7×10-3 5.08×10-3 2.43 4.7 1.43 7.6×10-3 2.31 4.4 1.446 CH2CH2 OH 150.2 -7.2 <1.33 285.5 1.092 1.1254 全溶 206.7 176.7-196.1 165.6 47.8×10-3 9.6×10-3 2.20 4.5 1.454 10.2×10-3 2.18 4.5 1.457