天然气脱水流程与原理优秀课件
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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。
低 温 集 输 工 艺 流 程 图 （ 一 ）
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 ）
第三节 吸收法脱水
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。
第二节 直接冷却法脱水
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
常温分离流程 低温分离流程
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Βιβλιοθήκη Baidu温 分 离 集 输 工 艺 流 程 图 （ 一 ）
第二节 直接冷却法脱水
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
CH2—O—CH2—CH2—OH 三甘醇
第三节 吸收法脱水
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 ℃)
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
第三节 吸收法脱水 常用脱水吸收剂比较
脱水吸收剂
优点
缺点
适用范围
CaCl2 水溶液
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
④投资及操作费用较TEG高
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
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
集中处理站内大流 量、露点降要求较 大的天然气脱水
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。
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%
第三节 吸收法脱水
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、固体吸附脱水法
•原理：天然气与亲水性强的多孔物质相接触，利用多孔物质 宏大的比表面积吸附天然气中的水分，达到脱水的目的。 •优点：吸附剂能再生，可重复使用。 •特点：适用于深度脱水。
5.08×10-3 2.43 4.7 1.43
164.4 148.9-162.8
143.3 35.7×10-3 7.6×10-3
2.31 4.4 1.446
206.7 176.7-196.1
165.6 47.8×10-3 9.6×10-3
2.20 4.5 1.454
四甘醇
C2H4OC2H4OH O C2H4OC2H4OH
一、常温集输工艺流程
常 温 分 离 集 输 工 艺 流 程 图 （ 二 ）
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。
第二节 直接冷却法脱水
二、低温集输工艺流程
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
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
CQUST
天然气脱水流程与原理
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
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。
(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
(60 ℃),Pa.s 比热容 kJ/(kg.k) 表面张力 (25 ℃),N/m2 折光指数 ( (25 ℃)
常用甘醇脱水剂的物理性质
一甘醇
二甘醇
三甘醇
CH2CH2 (OH)2
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
62.1 -11.5
16 197.3 1.085 1.085 全溶
CH2CH2 OH O
CH2CH2 OH 106.1 -8.3 <1.33 244.8 1.088 1.1184 全溶
CH2CH2 OH
CH2CH2 OH 150.2 -7.2 <1.33 285.5 1.092 1.1254 全溶
165 129 115.6
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。
低 温 集 输 工 艺 流 程 图 （ 一 ）
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 ）
第三节 吸收法脱水
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。
第二节 直接冷却法脱水
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
常温分离流程 低温分离流程
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Βιβλιοθήκη Baidu温 分 离 集 输 工 艺 流 程 图 （ 一 ）
第二节 直接冷却法脱水
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
CH2—O—CH2—CH2—OH 三甘醇
第三节 吸收法脱水
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 ℃)
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
第三节 吸收法脱水 常用脱水吸收剂比较
脱水吸收剂
优点
缺点
适用范围
CaCl2 水溶液
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
④投资及操作费用较TEG高
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
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
集中处理站内大流 量、露点降要求较 大的天然气脱水
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。
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%
第三节 吸收法脱水
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、固体吸附脱水法
•原理：天然气与亲水性强的多孔物质相接触，利用多孔物质 宏大的比表面积吸附天然气中的水分，达到脱水的目的。 •优点：吸附剂能再生，可重复使用。 •特点：适用于深度脱水。
5.08×10-3 2.43 4.7 1.43
164.4 148.9-162.8
143.3 35.7×10-3 7.6×10-3
2.31 4.4 1.446
206.7 176.7-196.1
165.6 47.8×10-3 9.6×10-3
2.20 4.5 1.454
四甘醇
C2H4OC2H4OH O C2H4OC2H4OH
一、常温集输工艺流程
常 温 分 离 集 输 工 艺 流 程 图 （ 二 ）
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。
第二节 直接冷却法脱水
二、低温集输工艺流程
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
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
CQUST
天然气脱水流程与原理
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
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。
(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
(60 ℃),Pa.s 比热容 kJ/(kg.k) 表面张力 (25 ℃),N/m2 折光指数 ( (25 ℃)
常用甘醇脱水剂的物理性质
一甘醇
二甘醇
三甘醇
CH2CH2 (OH)2
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
62.1 -11.5
16 197.3 1.085 1.085 全溶
CH2CH2 OH O
CH2CH2 OH 106.1 -8.3 <1.33 244.8 1.088 1.1184 全溶
CH2CH2 OH
CH2CH2 OH 150.2 -7.2 <1.33 285.5 1.092 1.1254 全溶
165 129 115.6