天然气的预处理(过滤与脱水)
天然气预处理工艺教学
目录
CONTENTS
• 天然气预处理工艺简介 • 天然气预处理工艺流程 • 天然气预处理工艺设备 • 天然气预处理工艺操作与管理 • 天然气预处理工艺的未来发展
01 天然气预处理工艺简介
CHAPTER
天然气预处理的定义
• 天然气预处理：在天然气输送和使用之前，对天 然气进行净化和提纯的过程，以满足管道输送和 用户需求。
天然气的脱烃
总结词
降低天然气中烃类的含量，以满足特定加工要求。
详细描述
通过吸附、冷凝或压缩等方法，将天然气中的轻烃和重烃类物质如甲烷、乙烷 等去除，以适应下游化工产品的生产需求。
天然气的脱氮
总结词
降低天然气中氮气的含量，提高天然气的热值和经济价值。
详细描述
利用化学或物理方法，如选择性吸附、深冷分离等，将天然 气中的氮气去除，以提高天然气的热值和纯度，满足用户需 求。
冷箱的种类也有多种，根据结构可分为立式和卧式冷箱，根据操作方 式可分为压缩制冷和液氮制冷等。
压缩机组
压缩机组通常由多级离心式压缩机组成，通过 叶轮的高速旋转产生离心力将气体压缩。
压缩机组也有多种类型，根据用途可分为离心式压缩 机、往复式压缩机等。
压缩机组是天然气预处理工艺中的核心设备之 一，用于提供足够的压力能以克服管道阻力和 工艺流程中的阻力损失。
05 天然气预处理工艺的未来发展
CHAPTER
新技术的研发与应用
膜分离技术
利用特殊膜材料，实现天 然气中不同组分的选择性 分离，提高处理效率和产 品纯度。
吸附分离技术
利用吸附剂的吸附性能， 对天然气中的杂质进行吸 附和脱附，实现高效净化。
冷凝分离技术
通过降低温度，使天然气 中的水蒸气和轻质烃类物 质冷凝下来，实现分离。
天然气处理技术手册
天然气处理技术手册1. 引言天然气是一种重要的能源资源，被广泛应用于燃料、化工和发电等领域。
然而，天然气中存在着各种杂质和成分，需要进行处理和净化才能达到应用要求。
本手册将介绍天然气处理的技术、方法和设备，旨在提供相关领域的实用指导。
2. 天然气处理的目的天然气处理的主要目的是去除杂质，提高气体的纯度和能源价值。
常见的天然气处理目标包括：- 去除硫化氢和二硫化碳：这两种有害物质会对设备和使用者造成危害，需要进行脱硫处理。
- 去除水分：水分的存在会损害管道和设备，需要进行脱水处理。
- 去除杂质：如碳氢化合物、氮气、二氧化碳等，通过适当的处理方法减少其含量。
- 提高天然气的能量价值：通过去除杂质和调整成分比例，提高天然气的热值和能源利用率。
3. 天然气处理的主要技术3.1 脱硫技术脱硫是天然气处理中的重要工序，常见的脱硫方法包括：- 双氧水吸收法：将天然气通过含有双氧水的吸收液中，硫化氢和二硫化碳会被氧化并溶于吸收液中。
- 碱性溶液吸收法：利用碱性溶液（如氢氧化钠溶液）与硫化氢反应，形成硫化物和水。
- 脱硫剂吸附法：采用含有脱硫剂（如活性炭、氧化铜）的吸附剂，将硫化氢吸附于其表面。
- 脱硫催化剂法：利用含有催化剂（如三氧化钒）的床层，将硫化氢直接催化为硫。
3.2 脱水技术脱水是为了去除天然气中的水分，以防止管道和设备的腐蚀。
常用的脱水方法包括：- 吸附剂脱水法：利用吸附剂（如硅胶、分子筛）吸附天然气中的水分。
- 冷凝脱水法：通过将天然气冷却至低温，使其中的水分凝结，再进行分离。
- 膜法脱水：利用半透膜的选择透过性，将天然气中的水分分离出来。
- 电化学脱水法：利用电化学原理，通过电极将水分析出。
3.3 杂质去除技术- 碳氢化合物的去除可以采用吸附、吸收、冷凝和膜分离等方法。
- 氮气的去除常采用吸附剂，如分子筛，通过选择性吸附氮气，将其从天然气中分离出来。
- 二氧化碳的去除可以采用吸收、膜分离和冷凝法，通过不同的物理化学过程将其从天然气中除去。
天然气的预处理过滤与脱水
诚信 责任 创新 发展
3.2 天然气预处理设备 ➢ 1、旋风分离器
除尘原料天然气排出 除尘天然天然气进入
外旋流 内旋流
诚信 责任 创新 发展
天然气预处理设备
诚信 责任 创新 发展
3.1 原料气预处理工艺
原料气预处理最常见的方式是旋风分离、过滤分离、加热和 脱水干燥相结合的方法。
分离段
去除原料气带来的固体杂质 凝析油、游离水
干燥段 吸附原料气中的水蒸气
分离下来的凝析油、游离水和固体杂质排放至污水池（罐）。
诚信 责任 创新 发展
诚信 责任 创新 发展
2 天然气预处理技术
1
加热法
加热法主要是指提高节流前天然气温度，包括蒸气或水加热方法。
如果节流前后压降不变，提高节流前天然气的温度也等于提高了节 流后（降压吸热）天然气的温度，可以有效预防节流后水合物的生 成。
组分名称 水合物临界
温度，℃
CH4 21.5
气体水合物的临界温度表
筛、挡、阻三种方式去捕捉这些微粒， 由于滤芯材料分子吸引作用吸引液体， 并聚结成较大的液滴，通过将液滴吸引
第二部分是当这些液滴达到 到纤维上，滤芯逐渐变湿，滤芯纤维间
足够大的尺寸时，在气流的 作用下，它们被带出过滤部 分而进人中心区，叶片型或
越来越多的空格被液体和固体颗粒塞满， 进入分离腔的液滴，由捕雾器捕捉而脱 离气体。 过滤分离器结构
加气母站配置表
序号 名称
干燥器
台数 单台最大处理量
(运行+备用)
浅析天然气处理装置的脱水方法
浅析天然气处理装置的脱水方法天然气处理装置是一种用于将原始天然气转化为高质量燃料的设备，其中包括除硫化、除水等工序。
脱水是其中一个非常重要的步骤，下面将对天然气处理装置的脱水方法进行简要分析。
一、原理在天然气处理装置中，水蒸气和天然气是混合在一起的。
而在气体流程中，高速流动的气体会带走其中的水分子。
这些水分子会沿着管道积累，并影响设备的性能，同时也会降低燃烧效率。
因此，为了保证设备的正常运行和燃烧效率，必须从气体中去除水分子。
天然气处理装置的脱水过程本质上就是利用一些物理或化学方法将水蒸气从气体中去除。
二、方法1.干燥法：这是一种物理方法，利用干燥材料吸附空气中的水分子，从而将水分子从气体中去除。
干燥材料可以是沥青、硅胶、分子筛等，具体的选择取决于需要处理的气体和设备要求。
2.冷凝法：利用这种方法，可以将水蒸气通过构建一个冷却器将其从气体中分离出来。
外部的冷却器会使气体中的水汽冷却并凝结成水，之后可以用附加的设备将其收集起来。
这种方法非常适合对湿度较高的气体进行处理。
3.吸附法：吸附法利用具有交换功能的物质，比如分子筛，可以吸附掉天然气中的水蒸气成分。
此时，分子筛会释放出之前吸附的水蒸气，然后给出来的干燥的天然气。
当分子筛达到吸附极限后，需要通过加热和脱压方式进行再生。
这种方法适合对湿度非常高的气体进行脱水。
4.凝胶法：在天然气处理中采用凝胶法，指的是采用具有亲水性并吸附天然气中水分子的凝胶材料。
凝胶吸附水分子时，凝胶材料的颜色通常会由无色变成蓝色或其他颜色，便于操作人员判断凝胶是否需要更换或替换。
三、总结脱水是天然气处理过程中很重要的步骤，通常采用物理或化学方法。
不同的脱水方法有各自的优点和适应性。
在实际操作过程中，需要根据气体的净化要求、运行状态、处理能力和成本等因素综合考虑，逐一选择适用的方法。
天然气净化处理工艺流程
天然气净化处理工艺流程一、概述天然气是一种清洁能源，但其中含有的杂质会对环境和设备造成损害，因此需要进行净化处理。
天然气净化处理工艺流程包括预处理、脱水、除硫、除碳等步骤。
本文将详细介绍天然气净化处理的工艺流程。
二、预处理1. 去除颗粒物首先，需要去除天然气中的颗粒物，防止颗粒物对设备造成损坏。
通常采用过滤器进行过滤。
2. 去除液态水天然气中含有大量的液态水，需要通过脱水工艺去除。
常见的脱水方法包括冷却凝结法和吸附剂法。
三、脱水1. 冷却凝结法冷却凝结法是将天然气冷却至露点以下温度，使其中的水分凝结成液态，再通过分离器将其分离出来。
该方法简单易行，但对设备要求较高。
2. 吸附剂法吸附剂法是利用吸附剂吸附天然气中的水分，在一定条件下再进行蒸发，将水分去除。
该方法具有处理能力强、效果好的优点。
四、除硫1. 生物法生物法是利用生物菌群对天然气中的硫化氢进行降解，将其转化为硫酸盐，再通过沉淀或过滤等方式将其去除。
该方法具有无污染、无二次污染等优点。
2. 化学法化学法是利用化学反应将天然气中的硫化氢转化为易于分离的物质，再通过吸附剂等方式将其去除。
该方法具有处理效果好、处理速度快等优点。
五、除碳1. 吸附剂法吸附剂法是利用吸附剂吸附天然气中的碳酸气，在一定条件下再进行蒸发，将碳酸气去除。
该方法具有处理能力强、效果好的优点。
2. 膜分离法膜分离法是利用特殊材料制成的膜对天然气中的碳酸气进行分离，将其从天然气中去除。
该方法具有操作简单、处理速度快等优点。
六、总结天然气净化处理工艺流程包括预处理、脱水、除硫、除碳等步骤。
不同的处理方法具有各自的优点和适用范围，根据实际情况选择合适的处理方法可以达到最佳的处理效果。
天然气脱水流程与原理优秀课件
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。
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。
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
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
第二章--天然气预处理.
液化天然气技术
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2、吸收脱水
吸收脱水是用吸湿性液体（或活性固体）吸收的方法脱
易达到吸附平衡等特点。物理吸附和化学吸附是很难截然
分开的，在适当的条件下，两者可以同时发生。
液化天然气技术
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•（1）吸附法脱水的优缺点
与液体吸收脱水的方法比较，吸附脱水能够提供非常低
的露点，可使水的体积分数降至 1×10-6m3/m3以下；吸附
法对气温、流速、压力等变化不敏感；相比之下没有腐蚀、 形成泡沫等问题；适合于对于少量气体的深度脱水过程。 它的主要缺陷是基本建设投资大；一般情况下压力降较 高；吸附剂易于中毒或碎裂；再生时需要的热量较多。
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三甘醇脱水由于露点降大和运行可靠，在各种甘醇类化
合物中其经济效果最好，因而国外广为采用。
我国主要使用二甘醇或三甘醇，在三甘醇脱水吸收剂和 固体脱水吸附剂两者脱水都能满足露点降的要求时，采用 三甘醇脱水经济效益更好。
液化天然气技术
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（4）甘醇法脱水工艺流程
液化天然气技术
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流程中各设备的作用是：
• 雾沫分离器 分离干气携带的ＴＥＧ • 吸 收 塔 是气流传质的场所，使气相中的水分转入ＴＥ Ｇ中； • 泵 输送设备； • 贫液冷却器 冷却贫甘醇以达到需要的温度； • 闪 蒸 器 使富液闪蒸除去进入富液中的轻组分，减少再 生塔的再生负荷； • 贫／富液热交换器 使贫液温度下降，富液温度升高，充 分利用热能；
天然气预处理过程中的脱酸与脱水工艺初探
民营科技2018年第6期科技创新天然气预处理过程中的脱酸与脱水工艺初探魏建岗（陕西延长石油天然气有限责任公司，陕西延川717200）天然气的预处理，指的是天然气在液化前脱除其中含有的CO2，H2S、游离水及其他杂质，防止对液化体统造成腐蚀以及在低温条件下冻堵输气管线。
其不同于常规的天然气净化，天然气净化只是除去天然气中含有的酸性气体和水分，标准为H2S≤6mg/m3，CO2≤3%，远不及天然气预处理的标准严格，天然气的预处理标准要求CO2＜50ppm，H2S＜4ppm，H2O＜1ppm。
1天然气脱酸工艺技术1.1可再生溶剂脱酸工艺。
油气田生产的天然气一般含有相当一部分酸性气体，酸性气体不仅会腐蚀设备，燃烧后还会污染环境。
可再生溶剂脱酸的原理是利用溶剂与被处理的天然气充分混合，天然气中的二氧化碳、硫化氢被溶剂吸收，然后通过热再生去除，溶液冷却后再次投入使用，如此反复循环，达到脱酸目的。
谈一下三种脱酸的方法：1）化学吸收法。
化学吸收法是天然气脱酸工艺技术中较为常用的方法，主要利用氨醇类溶液对天然气进行脱酸，其优势在于比物理溶剂更能适应低压，此外由于其对烃类的溶解度小，不会造成天然气中烃类物质的损失和浪费。
2）物理吸收法。
利用物理吸收法进行天然气脱酸时，溶剂用量不会随着天然气中酸性气体含量发生变化。
其有如下优势：能够处理分压力较高的天然气，通过减压、闪蒸技术将酸性气体从原料气中分离出来，此外处理量较大，稳定性也较好。
其缺点也显而易见，一是价格昂贵；二是会吸收一部分重烃，影响天然气的热值。
3）联合吸收法。
顾名思义，就是化学吸收法与物理吸收法有机融合来进行天然气脱酸的方法。
将化学溶剂与物理溶剂按一定比例混合在一起，混合液同时具备化学溶剂与物理溶剂的优良特性，以达到两种方法取长补短、优势互补的目的。
1.2其他天然气脱酸工艺。
1）低温分离工艺。
这种工艺技术适用于二氧化碳驱所产生的伴生气脱酸，依据对产品的不同要求可以采用不同的流程。
天然气预处理系统
天然气预处理系统
天然气预处理主要包括天然气脱碳、天然气脱水以及相应的辅助系统。
1．天然气脱碳工艺：将单乙醇胺（MEA）作溶剂，配置浓度为12%（Wt）的脱碳溶液，脱除原料气中的二氧化碳、硫化氢等酸性气体。
指标CO
含量小于50ppm。
2
2．天然气脱水工艺：两个干燥吸附器进行周期性切换操作将原料气中的水含量脱除至0.5ppm以下。
第三节脱硫
酸性气体不但对人体有害，对设备管道有腐蚀作用，而且因其沸点较高，在降温过程中易呈固体析出，必须脱除。
国际管道需满足OCT51.40-93标准的要求，应达到的硫化氢（H
S）指标为：
2
≤7mg/m3
第四节脱水、脱碳
若天然气中含有水分则在液化装置中，水在低于零度时将以冰或霜的形式冻结在换热器的表面和节流阀的工作部分；
二氧化碳在-78.5℃时形成干冰，它不仅可能导致管线阻塞，也可以造成喷嘴和分离设备的堵塞。
第五节天然气液化
去除水和二氧化碳等酸性气体以后，天然气进入工艺冷区（冷箱），冷箱由几个安装在一个柱形壳体内的缠绕式热交换器和容器组成。
天然气首先在E-301（原料气冷却器）中预冷却，并在V-301（原料气HHC分离器）除去可能存在的重烃组份；（原料气仅仅接近液化条件）；然后依次进入E-302（原料气液化器）冷凝和E-303（原料气深冷器）深冷到零下154摄氏度。
深冷温度是由用作燃气透平运行所需的燃料气的储罐返回气量来控制的。
冷剂由氮、甲烷、乙烯、丙烷和戊烷组成，冷量是通过封闭的混合制冷循环提供的。
天然气处理原理、流程
天然气的组成和性质
1
天然气主要由甲烷组成，还含有少量的乙烷、丙 烷、丁烷等烃类物质，以及氮、二氧化碳等非烃 类气体。
2
天然气是一种无色、无味、低毒性的气体，具有 高热值、燃烧稳定等特点，是清洁能源的重要来 源。
3
天然气的物理性质包括密度、粘度、比热容、导 热系数等，这些性质对天然气的处理和运输都有 重要影响。
天然气处理的必要性
天然气中含有水蒸气、硫化氢、二氧化碳等杂质，这些杂质不仅影响天然气的品质， 还会对管道和设备造成腐蚀和堵塞。
在天然气开采过程中，还可能夹带泥沙、岩石等固体杂质，这些杂质也需要进行分 离和排除。
天然气的处理是确保天然气安全、高效输送和利用的重要环节，也是实现天然气工 业可持续发展的必要条件。
防止水合物形成
在脱水过程中，应防止天然气中的水 蒸气与烃类气体反应形成水合物，以 避免堵塞管道和设备。
天然气的脱硫和脱氮
脱硫
采用物理或化学方法，将天然气中的硫化氢、硫醇等含硫化合物脱除，以满足 环保要求和防止腐蚀。
脱氮
通过各种吸附、分离等技术，将天然气中的氮气脱除，以提高天然气的热值和 品质。
天然气的压缩和液化
天然气处理的目的
提高天然气的品质
通过脱硫、脱碳等处理，降低天然气中的有害物质含量，使其达 到商品天然气标准。
满足市场需求
根据市场需求和用户要求，对天然气进行加工和调整，生产不同热 值和组成的天然气产品。
实现资源最大化利用
通过回收和处理天然气中的轻烃和凝液等副产品，提高资源的综合 利用效率。
02 天然气处理原理
脱水设备
分子筛脱水
利用分子筛的吸附作用，将天然气中的水分吸附并脱除。
甘醇脱水
浅析天然气处理装置的脱水方法
浅析天然气处理装置的脱水方法天然气是一种重要的清洁能源，广泛应用于工业、城市生活和发电等领域。
在天然气开采和输送过程中，往往需要进行脱水处理，以去除其中的水分和其他杂质，以确保天然气的质量和安全。
天然气处理装置的脱水方法显得至关重要。
本文将简要介绍天然气处理装置的脱水方法，以及各种方法的优缺点和适用范围。
一、脱水方法概述在天然气处理过程中，一般可以采用以下几种脱水方法：凝冷法、膜蒸发法、化学脱水法、吸附脱水法和结晶脱水法。
这些方法各有特点，可根据实际情况进行选择和组合应用。
凝冷法是一种传统的天然气脱水方法，其原理是通过降低天然气温度，使其中的水蒸气凝结成液态水，并随着天然气一起排出。
它的优点是操作简单，无需添加外部能源，对天然气不会产生污染，但对冷却设备要求较高，处理能力有限。
膜蒸发法是利用高分子膜对水与气体之间进行选择性渗透分离的方法，其优点是效率高、操作简便、设备小型化，但其成本较高，且对膜的使用和维护要求较高。
化学脱水法是通过加入特定的化学剂，使水分与天然气中的硫化氢或二氧化碳发生化学反应，生成相对稳定的盐类沉淀物，并随着天然气一起排出。
这种方法的优点是脱水效果好，操作简单，但在使用化学剂的过程中要求严格，且可能对设备产生腐蚀。
吸附脱水法是通过吸附剂对天然气中的水分进行吸附，其优点是处理能力大，效率高，但对吸附剂的使用寿命要求较高，且需要定期更换和再生吸附剂。
结晶脱水法是通过控制温度或压力使天然气中的水分结晶沉淀，然后将其分离。
这种方法的优点是对设备要求较低，脱水效果好，但操作条件要求较严格，且可能对设备产生腐蚀。
二、各种方法的优缺点和适用范围凝冷法适用于小型天然气处理装置，其优点是无需能源供应，但其处理能力较低。
膜蒸发法适用于小型和中型天然气处理装置，其优点是设备小型化，脱水效率高，但成本较高，维护要求严格。
化学脱水法适用于各种规模的天然气处理装置，其优点是脱水效果好，但需要严格控制化学剂的使用和排放。
简述天然气脱水工艺流程
简述天然气脱水工艺流程下载温馨提示: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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lng液化天然气工艺流程
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天然气的预处理(过滤与脱水)
过滤器堵塞
定期检查和更换滤芯，保持过 滤器通畅。
脱水过度
控制脱水剂的用量和反应温度 ，避免过度脱水导致干涩气体
。
脱硫剂失效
定期检测脱硫剂的活性，及时 更换失效的脱硫剂。
压缩机的磨损
定期检查压缩机的工作状态， 及时维修或更换磨损部件。
预处理的效果评估
气体纯度
通过检测气体中的杂质含量，评估过滤效果 。
有害气体含量
通过色谱分析或化学分析，评估脱硫效果。
含水量
通过露点分析或湿度传感器，评估脱水效果 。
压力稳定性
通过压力传感器或流量计，评估压缩机的性 能。
06
CATALOGUE
天然气的预处理发展趋势与展望
新技术发展
膜分离技术
利用特殊膜材料进行过滤与脱水，具有高效、低能耗、环保等优点 。
吸附法
利用吸附剂吸附气体中的水分，实现天然气的脱水，具有较高的脱 水效果。
01
根据天然气的品质和处理要求选 择合适的预处理技术。
02
对于杂质较多的天然气，过滤是 必要的预处理步骤。
对于需要长距离输送或对气体品 质要求较高的场合，脱水处理尤 为关键。
03
对于特定杂质，如酸性气体或重 烃组分，可能需要采用特殊的预 处理技术或组合工艺进行处理。
04
05
CATALOGUE
天然气的预处理实践
脱水原理主要是利用吸附剂或化学反应等方法，将天然气中的水分转化为水蒸气 ，然后将其从天然气中分离出来。
脱水方法
01 02
吸附法
利用吸附剂的吸附作用将天然气中的水分吸附在吸附剂表面，然后通过 加热或降低压力的方法将吸附的水分脱附出来。常用的吸附剂有分子筛 、活性氧化铝、硅胶等。
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。
天然气预处理知识
苏州中油天然气有限公司（天然气预处理知识）一、天然气过滤及气液分离从地层中开采出来的烃类混合物，在其组成，压力和温度条件下，将形成油气共存的混合物。
同时出含有液体（游离水或地层水，凝析油）和固体物质（岩屑、腐蚀物以及酸化残留物）。
为了加工储存和进行长距离输送的方便，有必要对它们进行分离。
天然气分离有相分离和机械分离。
相分离是在一定的温度和压力下，气流混合物将形成一定比例和组成的液相和气相，采用适合的分离器使气相和液相分离，即相分离。
机械分离是用机械分离的方法把液相（或固相）和气相分开，称之为机械分离。
分离方式可分主一次分离，连续分离和多级分离三种。
一次分离：是指油气混合物的气液两相一直在保持接触条件下逐渐降低压力，最后流入常压储罐，在储罐中一次性把气液相分开。
由于这种分离方式有大量的气体从储罐中排出，同时油气进入油罐时冲击力很大，实际生产中并不采用。
连续分离：是指油气混合物在管路中压力逐渐降低，不断地将逸出的平衡气排出，直到压力降至常压，平衡气亦最终排净，剩余的液相从入储罐。
连续分离也称微分分离或微分汽化，在实际生产中难以实现。
多级分离：是指油气两相在保持接触的条件下，压力降到某一数值后，把降压过程中析出的气体排出，脱除气休的流体继续沿管路流动，降压至另一较低压力，再次把降压过程中从流体中析出的气体排出。
如此反复，直到系统的压力降为常压，液体进入储罐为止。
每排一次，作为一级，排几次，就称为几级分离。
由于储罐的压力总是低于其进油管线的压力在储罐中总有平衡气排出，因此通常把储罐当作多级分离的最后一级。
天然气脱硫气田气和油田伴生气的酸性天然气中都含有H 2S 、CO 2和有机硫化合物，这些酸性组分在水存在下会腐蚀金属。
含硫组分有难闻臭味，剧毒，会使催化剂中毒，净化处理后才能符合商品天然气标准。
符合国家标准的天然气标准<H 2S 含量应低于20mg/Nm 3,CO 2含量应低于2%—3%>。
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不脱除 杂质
因此需要对天然气进行预处理
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天然气预处理技术
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创新
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2 天然气预处理技术
固态杂质：泥沙、岩石颗 粒和硫化亚铁等 液体杂质：液态水、凝析 油和重烃等
2.1预处理 过滤原理
天然气预处理过滤主要指的是：杂 质的过滤和与液相的分离
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2 天然气预处理技术
离心分离法 天然气
预处理常用
分离方法 过滤分离法
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2 天然气预处理技术
天然气预处理常用分离方法
1
离心分离法原理
原理：当流体改变流向时，密度大的液滴具有较
大的惯性，就会与器壁相撞，使液滴从气体中分 离出来。 它主要用于分离大量液体和大直径液滴，宜用于 固体微粒大于50μm的气固分离。
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2 天然气预处理技术
从分离器分出的天然气一般都含水(蒸汽)。 含水的天然气当其温度降低至某一值后， 就会形成固体水合物，堵塞管道与设备。
2.2水合物 防治
防止固体水合物形成的方法有两种： 加热法和脱水法。
天然气脱水是防止水合物形成的最好的 方法，但需建脱水装置（一般情况下， 压降1MPa，温降2~3℃ ），在气体处 理规模较大且过程温度较低时才比较经 济。
/ / 14000 / 115000 / 50000 /
2 2 2 2 6 2 2 2
250000 5500
12500 45000
/ 1 1 / / 1 1 2
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/
3 新乡分输清管站 4 5 修武分输站 博爱分输站 孟州分输站 洛阳末站 吉利支15000
天然气预处理
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创新
发展
目录
概述 天然气预处理技术 天然气预处理设备
本章思考题
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概述
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发展
1 概述
预处理 目的
脱除天然气中携带的油、游离 水和泥砂等气液（固）杂质
以及脱出天然气中的水蒸气 等组分等 会增加输气阻力，使管线输送 能力下降；水分会腐蚀管线和 设备；天然气的固态杂质在高 速流动时会冲蚀管壁；使天然 气流量测量不准；影响商品天 然气质量；对后续处理系统的 安全平稳运行构成威胁。
球形
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14~16
颗粒
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颗粒形状
圆柱体
3.2 天然气预处理设备
现代天然气公司采用的吸附脱水方法大都是分子筛吸附，常 用4A分子筛。尽管分子筛价格较高，但却是一种极好的脱 水吸附剂。在天然气压缩或液化之前，要现将天然气的露点 将至很低值，此时使用分子筛脱水比较合适。 分子筛的主要缺点：当有油滴或醇类等 化学品带入时，会使分子筛变质恶化， 再生时耗热高。在我公司实际使用中， 分输站的旋风分离器剂过滤分离器已脱 去大部分饱和水，再通过加气母站脱水 装置分子筛床层深度脱除残余的微量水 分，以获得很低的露点。
0.27
4.2 55~60
0.31~0.34
21~23
/
/
/
780 1.047 150~230
51
800~880 1.005 180~310
堆积密度（g/L）
比热【J/(g•℃)】 再生温度（℃） 静态吸附容量(相对湿度60%)【%重量】
660~690
0.837~1.047 150~310 22
33.3
3.2 天然气预处理设备
1.旋风分离器
1
2
天然气预 处理设备
2.过滤分离器
3.天然气预热器
4.干燥器（脱水装置）
3
4
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3.2 天然气预处理设备 1、旋风分离器
旋风分离器是利用惯性离心力的作
用，颗粒被抛向器壁而与气流分离， 沿壁面落至锥底的排灰口，净化后
旋风分离器工作原理 天然气通过设备入口进入设备内旋风 分离区，当含杂质气体沿轴向进入旋风分 离管后，气流受导向叶片的导流作用而产 生强烈旋转，气流沿筒体呈螺旋形向被甩 向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流 出旋风管排尘口至设备底部储液区，从设 备底部的出液口流出。旋转的气流在筒内 收缩向中心流动，向上形成二次涡流经导 气管流至净化天然气室，再经设备顶部出 口流出。 旋风分离器结构 旋风分离器采用立式圆筒结构，内部 沿轴向分为集液区、旋风分离区、净化室 区等。内装旋风子构件，按圆周方向均匀 排布亦通过上下管板固定；设备采用裙座 支撑，封头采用耐高压椭圆型封头。
（净化大于1-3微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘等杂物）
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2 天然气预处理技术 天然气预处理常用分离方法
2 过滤分离法原理
原理：利用气体与固体和液体微粒直径大小
不同，气体可通过过滤介质，微粒被截留在
过滤介质上，气体中悬浮的微粒就被分离出 来。 本方法适用于分离直径0.2μm至40μm的微粒。
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3.2 天然气预处理设备 2、过滤分离器
过滤分离器结构示意图
过滤原件 带O型圈的 快开头盖 二级分离室 原料天然气入口 除雾器原件
原料天然气 出口
一级分离室 隔板 清洗过滤原件的排放 储液罐 排液口
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排液口
3.2 天然气预处理设备
2、过滤分离器
玻璃纤维滤芯如图所示：
水合物临界
温度，℃
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2 天然气预处理技术
2
吸附脱水的原理： 吸附是用多孔性的固体吸附处理气体混合物，使其中一种或
脱水法
多种组分吸附（停留）于固体表面上，其他的不吸附，从而
达到分离操作。 水是一种强极性分子，分子直径（2.76A~3.2A）很小。不同 孔径性固体的孔径是不同的，孔径大于3.2A的，都可以吸附 水。
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天然气预处理设备
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3.1 原料气预处理工艺
原料气预处理最常见的方式是旋风分离、过滤分离、加热和 脱水干燥相结合的方法。
分离段
去除原料气带来的固体杂质 凝析油、游离水
干燥段
吸附原料气中的水蒸气
分离下来的凝析油、游离水和固体杂质排放至污水池（罐）。
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的气体在中心轴附近由下而上做螺
旋运动，最后由顶部排气管排出。 通常，把下行的螺旋形气流称为外
旋流，上行的螺旋形气流称为内旋
流，内、外旋流气体的旋转方向相 同，外旋流的上部是主要除尘区。
3.2 天然气预处理设备 1、旋风分离器
除尘原料天然气排出 除尘天然天然气进入
外旋流
内旋流
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3.2 天然气预处理设备
分子筛是具有骨架结构（许多孔径均匀 的孔道与排列整齐的孔穴）的碱金属的 硅铝酸盐晶体，是一种高效、高选择性 的固体吸附剂。其分子式如下： M2/NO•AI2O3•xSiO2•YH2O
M—某些碱金属或碱土金属离子， 如Li、Na、Mg、Ca等；n—M的 价数；x—SiO2的分子数；y—水 的分子数。
/ /
6
7 8
47000 50000 38000
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3.4 设备配置和负荷
加气母站配置表
序号 1 2 3 4 5 名称 淇县母站 新乡母站 修武母站 吉利母站 孟津母站 干燥器 台数 单台最大处理量 (运行+备用) (Nm3/h) 2 2 2 2 2 10000 10000 12000 7500 7500
尘粒
旋风分离器结构示意图
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3.2 天然气预处理设备 2、过滤分离器
过滤分离器通常分为两部分： 过滤分离器工作原理
第一部分设有过滤一聚结作 用的元件，当气流通过这些 元件时，液体微粒就被聚结 成较大的液滴。 第二部分是当这些液滴达到 足够大的尺寸时，在气流的 作用下，它们被带出过滤部 分而进人中心区，叶片型或 金属丝网型捕雾器将较大的 液滴除去。
各类设备严禁超负荷运转
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本章思考题
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4 本章思考题
天然气预处理的目的以及各种方法的原理
水合物是怎么形成的，如何预防水合物形成？
讲述天然气预处理相关设备。
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THANKS
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3.2 天然气预处理设备
4、天然气干燥器
天然气脱水装置示意图
吸附塔的内部结构
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3.2 天然气预处理设备
在天然气脱水中常用的吸附剂：分子筛、硅胶、活性氧化铝。
物理性质 表面积（m2/g） 孔体积（cm3/g） 孔直径（A） 平均孔隙度（%） 分子筛 4A~5A 700~900 硅胶 R型 550~650 活性氧化铝 F-1型 210
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3.2 天然气预处理设备
分子筛作为吸附剂的优点：
吸附选择性强：能按照物质的分子大小进行选择只吸附临界 直径比分子筛孔径小的分子；对极性分子也具有高度选择性， 能牢牢吸附住这些分子。经分子筛干燥后的气体，一般含水量 可达到0.1~10ppm，脱水装置中多用4A、5A等分子筛作吸附 剂。 脱水用分子筛不吸附重烃，从而避免因吸附重烃而使吸附剂 失效。 分子筛具有高效吸附性能，在低水汽分压、高温、高气体流 速等苛刻的条件下，仍保持相对高的吸附容量（100℃时，分 子筛的湿容量15%），特别适用于深度干燥。 吸附水时，同时可以进一步脱除残余酸性气体。 不易受液态水的损害。