天然气吸收法脱水
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④天然气的水露点 在一定压力下，与天然气饱和含水量相对应的温度， 称为天然气的水露点。或在一定压力下，天然气中水蒸汽开始冷凝的温度。
❖ 压力、温度对天然气饱和含水的影响
在工程上，假设水与烃 类完全不互溶 ,则 : p pw0 p烃 p 天然气的压力
pwo 水在该温度条件下的饱 和蒸汽压 p烃－烃气体分压
一、冷却脱水法
冷却脱水法可分为直接冷却法、加压冷却法、膨胀制冷法三种方法。 1. 直接冷却法 由于天然气的含水量随着温度的降低而减少，所以直接冷却降低天然气 温度可以减少天然气的含水量，但此法效率太低，难以达到气体露点要求， 只能作为辅助手段。 2. 加压冷却法 因为天然气含水量随压力的升高而减少，所以，增加天然气压力可以降 低天然气的含水量，加压与冷却联合，可提高天然气的脱水效率。但天然气 加工中的加压、冷却并不是以脱水为目的，而是工艺需要。
固体吸附剂脱水装置的投资和操作费用比甘醇脱水装置要高，故—般是 在甘醇法脱水满足不了天然气露点要求时才采用吸附法脱水。
吸附法的优点是： ①脱水后的干气露点可低至-100℃，相当于水含量为0.8mg／m3。 ②对进料气压力、温度及流量的变化不敏感。 ③无严重的腐蚀及起泡。 吸附法的缺点是： ①需要两个或两个以上吸附器切换操作，故其投资及操作费用较高。 ②压降较大。 ③天然气中的重烃、H2S和CO2等可使固体吸附剂污染。 ④固体吸附剂颗粒在使用中易产生机械性破损。 ⑤再生时消耗的热量较多，在小流量操作时更为显著，
3. 膨胀制冷冷却法
当井口气的压力较高时，可以 利用气体高压膨胀获得的低温使天 然气冷却脱水，当膨胀后的气体温 度较低时，开始用注入乙二醇或二 甘醇抑制剂的方法，以抑制水合物 的形成。
膨胀制冷法即可以从井口高 压流物中脱除较多的水，又能比 常温分离法分离更多的的烃类， 故一些高压凝析气井口经常使用。
在下列情况之一时，可优先选择吸附法： ①天然气脱水的目的是为了符合管道输送要求，但又不宜采用甘醇法 脱水的场合。例如，在海上平台由于波浪起伏会影响吸收塔内甘醇溶液的 正常流动，或天然气是酸气等。 ②高压(超临界状态)含二氧化碳较多天然气脱水。因为此时二氧化碳 在三甘醇溶液中溶解度很大。 ③用于冷冻温度低于-34℃时的天然气加工时的脱水。 ④同时脱水和烃类以符合水露点和烃露点的要求。 ⑤从贫气中回收天然气液，此时往往需要采用制冷的方法时。 吸附法脱水主要用于天然气凝液回收、天然气液化装置中的天然气深 度脱水，防止天然气在低温系统中产生水合物堵塞设备和管道。
二、吸收法 1.常用脱水吸收剂 天然气吸收脱水就是利用对天然气中的水蒸汽具有很强亲和能力的吸 收剂与天然气逆流接触来脱除天然气中的水份。常用的脱水剂是甘醇类化 合物和氯化钙水溶液。目前广泛采用的甘醇类化合物是二甘醇和三甘醇。 2.甘醇法脱水的优缺点 甘醇法脱水与固体吸附剂法脱水是目前普遍采用的两种天然气脱水方 法。对于甘醇法脱水来讲，由于三甘醇脱水露点降大、成本低和运行可靠， 在各种甘醇化合物中其经济效益最好，因而在国外广为采用。在我国，由 于二甘醇及三甘醇的产量及价格等因素，二甘醇和三甘醇均有采用。甘醇 法脱水与吸附法脱水相比，其优点是：
①投资较低。据报道，建设一座处理能力为28x104m3／d天然气的 固体吸附剂脱水装置，比三甘醇脱水装置投资高50％。
②压降较小。甘醇法脱水的压降为35～70kPa，而固体吸附剂法脱水的 压降为70～200kPa。
③甘醇法脱水为连续操作，而固体吸附剂法为间歇操作。 ④采用甘醇法脱水时补充甘醇比较容易，而采用固体吸附剂法脱水时 从吸附塔（干燥器器)中更换固体吸附剂费时较长。 ⑤甘醇脱水装置的甘醇富液再生时，脱除1kg水分所需的热量较少。 ⑥有些杂质会使固体吸附剂堵塞，但对甘醇脱水装置操作影响甚小。 ⑦甘醇脱水装置可将天然气中的水含量降低到8mg／m3。如果有贫液汽 提柱,利用汽提气进行再生，天然气中的水含量甚至可降低降低到4mg/m3。
天然气中水的 mol含量
yw
pwo , p
饱和含水量 es为 :
es
yw
22
18 .4 /1000
pwo p
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
18 1000 22 .4
(g / Nm3)
由上式可知 : T一定时, p , es ;当p一定时, T , pwo , es
第一节 天然气脱水的方法
冷却脱水法 吸收法 吸附法
❖ 名词解释
①天然气的绝对含水量 每标准立方米天然气的实际含水量, gH2O/Nm3, 用e表示。
②天然气的饱和含水量 在一定条件(T、P）下，天然气与液态水达到 平衡时气体的绝对含水量， g-H2O/Nm3 ，用es表示。
③天然气的相对湿度 天然气中实际含水量与饱和含水量之比，称为
天然气的相对湿度，用φ表示。 e 100
第四章 吸收法脱水
前言 天然气脱水的方法 甘醇吸收法脱水的工艺及设备 甘醇吸收法脱水的工艺计算 甘醇质量在脱水装置操作中的重要性
前言
❖ 水的危害 ①在天然气管道输送过程中，天然气中的水分在低温下冷凝成液体， 会减少管道截面积，增加输送过程阻力和能耗。 ②在天然气加工过程中，天然气中的水分会在操作条件下（高压、低 温）和烃类或二氧化碳生成固体水合物，堵塞管道及设备，影响生产的 正常进行。 ③天然气中的水会加速硫化物（H2S、COS等）对设备的腐蚀。 ❖ 常用脱水方法 冷冻、加压法；液体吸收法；固体吸附法。目前普遍采用吸收法和吸 附法脱水。
甘醇法脱水与吸附法脱水相比，其缺点是： ①天然气的露点要求低于-32℃时，需要采用汽提法进行再生。 ②甘醇受污染或分解后具有腐蚀性。 吸收法脱水主要用于使天然气露点符合管输要求的场合，一般建在集 中处理站、输气首站内或天然气净化脱硫装置的下游。
三、吸附法脱水
吸附法是利用某些多孔性固体吸附剂对天然气中的水蒸汽的特殊吸附力 来吸附脱除天然气中的水份。
第二节 甘醇脱水工艺及设备
甘醇的一般物理性质 甘醇脱水工艺流程 甘醇脱水工艺主要设备 甘醇脱水工艺参数
④天然气的水露点 在一定压力下，与天然气饱和含水量相对应的温度， 称为天然气的水露点。或在一定压力下，天然气中水蒸汽开始冷凝的温度。
❖ 压力、温度对天然气饱和含水的影响
在工程上，假设水与烃 类完全不互溶 ,则 : p pw0 p烃 p 天然气的压力
pwo 水在该温度条件下的饱 和蒸汽压 p烃－烃气体分压
一、冷却脱水法
冷却脱水法可分为直接冷却法、加压冷却法、膨胀制冷法三种方法。 1. 直接冷却法 由于天然气的含水量随着温度的降低而减少，所以直接冷却降低天然气 温度可以减少天然气的含水量，但此法效率太低，难以达到气体露点要求， 只能作为辅助手段。 2. 加压冷却法 因为天然气含水量随压力的升高而减少，所以，增加天然气压力可以降 低天然气的含水量，加压与冷却联合，可提高天然气的脱水效率。但天然气 加工中的加压、冷却并不是以脱水为目的，而是工艺需要。
固体吸附剂脱水装置的投资和操作费用比甘醇脱水装置要高，故—般是 在甘醇法脱水满足不了天然气露点要求时才采用吸附法脱水。
吸附法的优点是： ①脱水后的干气露点可低至-100℃，相当于水含量为0.8mg／m3。 ②对进料气压力、温度及流量的变化不敏感。 ③无严重的腐蚀及起泡。 吸附法的缺点是： ①需要两个或两个以上吸附器切换操作，故其投资及操作费用较高。 ②压降较大。 ③天然气中的重烃、H2S和CO2等可使固体吸附剂污染。 ④固体吸附剂颗粒在使用中易产生机械性破损。 ⑤再生时消耗的热量较多，在小流量操作时更为显著，
3. 膨胀制冷冷却法
当井口气的压力较高时，可以 利用气体高压膨胀获得的低温使天 然气冷却脱水，当膨胀后的气体温 度较低时，开始用注入乙二醇或二 甘醇抑制剂的方法，以抑制水合物 的形成。
膨胀制冷法即可以从井口高 压流物中脱除较多的水，又能比 常温分离法分离更多的的烃类， 故一些高压凝析气井口经常使用。
在下列情况之一时，可优先选择吸附法： ①天然气脱水的目的是为了符合管道输送要求，但又不宜采用甘醇法 脱水的场合。例如，在海上平台由于波浪起伏会影响吸收塔内甘醇溶液的 正常流动，或天然气是酸气等。 ②高压(超临界状态)含二氧化碳较多天然气脱水。因为此时二氧化碳 在三甘醇溶液中溶解度很大。 ③用于冷冻温度低于-34℃时的天然气加工时的脱水。 ④同时脱水和烃类以符合水露点和烃露点的要求。 ⑤从贫气中回收天然气液，此时往往需要采用制冷的方法时。 吸附法脱水主要用于天然气凝液回收、天然气液化装置中的天然气深 度脱水，防止天然气在低温系统中产生水合物堵塞设备和管道。
二、吸收法 1.常用脱水吸收剂 天然气吸收脱水就是利用对天然气中的水蒸汽具有很强亲和能力的吸 收剂与天然气逆流接触来脱除天然气中的水份。常用的脱水剂是甘醇类化 合物和氯化钙水溶液。目前广泛采用的甘醇类化合物是二甘醇和三甘醇。 2.甘醇法脱水的优缺点 甘醇法脱水与固体吸附剂法脱水是目前普遍采用的两种天然气脱水方 法。对于甘醇法脱水来讲，由于三甘醇脱水露点降大、成本低和运行可靠， 在各种甘醇化合物中其经济效益最好，因而在国外广为采用。在我国，由 于二甘醇及三甘醇的产量及价格等因素，二甘醇和三甘醇均有采用。甘醇 法脱水与吸附法脱水相比，其优点是：
①投资较低。据报道，建设一座处理能力为28x104m3／d天然气的 固体吸附剂脱水装置，比三甘醇脱水装置投资高50％。
②压降较小。甘醇法脱水的压降为35～70kPa，而固体吸附剂法脱水的 压降为70～200kPa。
③甘醇法脱水为连续操作，而固体吸附剂法为间歇操作。 ④采用甘醇法脱水时补充甘醇比较容易，而采用固体吸附剂法脱水时 从吸附塔（干燥器器)中更换固体吸附剂费时较长。 ⑤甘醇脱水装置的甘醇富液再生时，脱除1kg水分所需的热量较少。 ⑥有些杂质会使固体吸附剂堵塞，但对甘醇脱水装置操作影响甚小。 ⑦甘醇脱水装置可将天然气中的水含量降低到8mg／m3。如果有贫液汽 提柱,利用汽提气进行再生，天然气中的水含量甚至可降低降低到4mg/m3。
天然气中水的 mol含量
yw
pwo , p
饱和含水量 es为 :
es
yw
22
18 .4 /1000
pwo p
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
18 1000 22 .4
(g / Nm3)
由上式可知 : T一定时, p , es ;当p一定时, T , pwo , es
第一节 天然气脱水的方法
冷却脱水法 吸收法 吸附法
❖ 名词解释
①天然气的绝对含水量 每标准立方米天然气的实际含水量, gH2O/Nm3, 用e表示。
②天然气的饱和含水量 在一定条件(T、P）下，天然气与液态水达到 平衡时气体的绝对含水量， g-H2O/Nm3 ，用es表示。
③天然气的相对湿度 天然气中实际含水量与饱和含水量之比，称为
天然气的相对湿度，用φ表示。 e 100
第四章 吸收法脱水
前言 天然气脱水的方法 甘醇吸收法脱水的工艺及设备 甘醇吸收法脱水的工艺计算 甘醇质量在脱水装置操作中的重要性
前言
❖ 水的危害 ①在天然气管道输送过程中，天然气中的水分在低温下冷凝成液体， 会减少管道截面积，增加输送过程阻力和能耗。 ②在天然气加工过程中，天然气中的水分会在操作条件下（高压、低 温）和烃类或二氧化碳生成固体水合物，堵塞管道及设备，影响生产的 正常进行。 ③天然气中的水会加速硫化物（H2S、COS等）对设备的腐蚀。 ❖ 常用脱水方法 冷冻、加压法；液体吸收法；固体吸附法。目前普遍采用吸收法和吸 附法脱水。
甘醇法脱水与吸附法脱水相比，其缺点是： ①天然气的露点要求低于-32℃时，需要采用汽提法进行再生。 ②甘醇受污染或分解后具有腐蚀性。 吸收法脱水主要用于使天然气露点符合管输要求的场合，一般建在集 中处理站、输气首站内或天然气净化脱硫装置的下游。
三、吸附法脱水
吸附法是利用某些多孔性固体吸附剂对天然气中的水蒸汽的特殊吸附力 来吸附脱除天然气中的水份。
第二节 甘醇脱水工艺及设备
甘醇的一般物理性质 甘醇脱水工艺流程 甘醇脱水工艺主要设备 甘醇脱水工艺参数