天然气脱水流程与原理资料
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天然气脱水流程与原理详解演示文稿
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。
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
迪那筹备组
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。
13
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。
17
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 。
18
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
14
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。
15
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。
7
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
41
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
19
问题
影响三甘醇脱水关键因素是什么？ 三甘醇贫液浓度
20
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
52
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 。
53
(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。
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
19
问题
影响三甘醇脱水关键因素是什么？ 三甘醇贫液浓度
20
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
52
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
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℃。
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结论：吸收塔塔板数一般定为6～8块。
CQUST
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℃。
CQUST
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→
CQUST
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
CQUST
第三节 吸收法脱水
甘 醇 脱 水 原 理 流 程
CQUST
第三节
三 甘 醇 脱 水 及 再 生 系 统 图
吸收法脱水
CQUST
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。
CQUST
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。
CQUST
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%
CQUST
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
CQUST
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
CQUST
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。
CQUST
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
CQUST
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