《天然气脱水工艺》PPT课件

1、存在轻质油时，会有一定程度 的发泡倾向，有时需加入消泡剂 2、含酸性组分的天然气在脱水， 会腐蚀设备、管道，使三甘醇溶 液呈酸性，有时需加入缓蚀剂或 中和剂。
• 分子筛脱水 一、 用途：分子筛有选择吸附性，可以脱有机物 溶剂和气体中的水 分，而对溶剂、气体不吸附。
二、 操作：分子筛脱水操作相对简单，可以直接 将分子筛放入被脱溶液中，或直接让溶液、气体 流动通过分子筛吸附塔。
三、 吸附量：分子筛吸附量较大，一般吸附量在 22% 。
四、 选择吸附性：分子筛极易吸附极性水分子， 因水分子直径小于分子筛孔径，再水分子与分子 筛吸附后可达静电平衡（分子筛不吸附直径大于 其孔径的子），整个吸附过程属于物理反应，不 会与被脱物料产生任何化学反应。
• 气体行业常用的分子筛型号;
分子筛是一种硅铝酸盐 • A型:钾A(3A),钠A(4A),钙A(5A),
• X型:钙X(10X),钠X(13X)
• Y型:,钠Y,钙Y
• 3A型分子筛 的分子式： 0.4K2O 0.6Na2O Al2O3 2.OSiO2 4.5H2O
4A型分子筛 的分子式：Na2O·Al2O3·2.0SiO2·4.5H2O
天然气脱水工艺
水合物
水的困扰
弱酸
局部聚集
堵塞管道、阀门等 腐蚀管道 降低输气量
增加流动压降
• 含水量指标有“绝对含水量”和“露点温度”两 种表示方法。前者指单位体积天然气中水的含量， 以mg/m3为单位；后者指一定压力下，天然气中 水蒸气开始冷凝结露的温度，用℃表示。我国通 常采用管输天然气的露点温度应比输气管线沿途 的最低环境温度低5～15℃。
方法对比
节流法
三甘醇法
分子筛法
优 点
缺 点
应用 场合
1、装置操作简单，占地面积小； 2、装置投资及运行费用低。
1、操作温度下溶剂稳定，吸湿性 高，露点降高; 2、容易再生成99%（w）以上的浓 度； 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； 2、对于压力不高的天然气节流降 温不足，达不到水露点要求； 3、如果没有足够的压降可以利用 ，需要后增压或外供冷源。
• 脱水溶剂的比较
脱水 溶剂
氯化钙 水溶液 氯化锂 水溶液 二甘醇 溶液
优点
缺点
备注
操作成本低，设备简单
露点降可达22～36℃，对设备的腐蚀 比氯化钙水溶液小
设备腐蚀严重，露点降较小 （约11℃），与天然气中的 H2S会生成沉淀
价格贵
目前已很少应用， 主要用于边远气 井和严寒地区
主要用于空气脱 水
浓溶液不会固化，操作温度下，溶剂稳 露点降28℃，比三甘醇水溶 在天然气工业中
定，吸湿性高
液低，携带损失量比三甘醇 应用不多
大，装置投资高
三甘醇 溶液
浓溶液不会固化，操作温度下，溶剂稳 装置投资高，溶液有一定发 定，吸湿性很高，蒸气压低，携带损失 泡倾向 量小，露点降可达40℃左右
是天然气工业中 应用最广泛的脱 水方法
• 固体吸附法：
利用某些固体物质表面孔隙可以吸附大量水分子 的特点来脱除天然气中的水分，可将水脱至0.1ppm 或露点达到-100℃。这些固体吸附剂被水饱和后， 易于再生。工业用吸附剂必Fra Baidu bibliotek具备以下特点：供应 量大；有高的吸附能力和选择性；便于再生和重复 使用；良好的机械强度和化学稳定性；价格合理等 等。目前工业上常用的吸附剂有硅胶、活性氧化铝、 分子筛和活性炭四种，其中除活性炭外，都可以应 用于天然气脱水。
• 分子筛脱水
五、 不产生水解析：分子筛吸水后在常温下不会将被吸的 水释放出来 。 六、 再生：分子筛再生相对简单，给分子筛鼓300℃以上 的氮气（非易燃物 料可直接鼓入空气），再生后分子筛 可再次使用。 七、 使用寿命长：分子筛一般能够再生使用3-5年。 八、分子筛脱水装置是天然气集输过程中对天然气进行深 度干燥、脱烃、脱 水的理想设备，脱水后的天然气含量 ≤1ppm，主要是利用分子筛作为脱水剂。脱水采用两塔或 三塔流程，采用两塔流程时，一塔吸附脱水，一塔再生、 冷却：采用三塔流程时，一塔吸附，一塔再生，另一塔冷 却；连续自动操作。该设备具有操作、维护费用低、安全 可靠等优点，
• 用于天然气脱水按原理可分为低温分离、固体干 燥剂吸附和溶剂吸收三大类。近年来国外正在大 力发展用膜分离技术进行天然气脱水，但目前在 工业上应用不多。
• 低温分离法
这类方法一般采用节流膨胀冷却，节流膨胀的方 法适用于高压气田，它是使高压天然气经过焦 耳——汤姆逊效应制冷而使气体中的部分水蒸气 冷凝下来。为了防止在冷冻过程中生成水合物， 可在过程气流中注入乙二醇作为水合物抑制剂 （在—18～—40℃的范围内有效）。如需进一步 冷却，可再使用膨胀机制冷。对于低压气田，可 先增压使天然气中的部分水蒸气分离出来，然后 进一步冷却。
也可外加冷量。
• 低温分离法：
在分离走天然气中液相水的情况下，提高 温度或降低压力，天然气就会变成不被水饱 和的状态，从而降低了它的汽相含水量。
低温分离法
膨胀制冷 丙烷制冷
节流阀制冷 膨胀机制冷 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组分发 生化学反应，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。使用最多的是甘醇类 物质，而其中尤以三甘醇作吸收剂最佳。
5A型分子筛 的分子式： 0.70CaO·0.30Na2O·Al2O3·2.0SiO2·4.5H2O
• 分子筛的再生
为了取得好的操作性能和尽可能长的寿命，分了筛使用一 定时间后必须再生。正确再生后的分子筛同新鲜的一样， 其吸附性能和机械性能的衰减和老化是非常低的。分子筛 的再生有两种基本方法： 1）改变温度，即“变温”。它是通过加热分子筛来除去 被吸附的物质。工业上一般是用经预热的再生气加热，吹 扫分子筛至200 左右，并带走脱附下来的吸附质。 2）改变相对压力，即“变压”。一般用于气相吸附过程。 其基本方法是保持吸附剂温度不变，通过降低压力和惰性 气体反吹，除去吸附质。 再生通常是同吸附逆向进行的，这可使被容纳于吸附床入 口处的大部分吸附质不必通过整个床层，部分分子筛也可 不与湿热气体接触，从而提高分子筛使用寿命。再生气应 尽可能干燥，否则会影响